淺析非甲烷總烴測定時采樣氣袋問題

＊劉美玲　王春榮

（江蘇中聚檢測服務有限公司 江蘇 224000）

1.前言

非甲烷總烴（non-methane hydrocarbon簡寫NMHC），一般是指除甲烷之外的可揮發(fā)碳氫化合物，即烴類。但從目前常用的監(jiān)測方法即氣相色譜法來看，非甲烷總烴不但只包括除甲烷以外的揮發(fā)性烴類，它是指除甲烷以外所有能在氫火焰離子化檢測器中有響應的揮發(fā)性有機化合物，這就包括了除烴類外的醇類、醚類、醛酮類、酯類等絕大部分的含碳有機化合物。它們具有較大的光反應活性，是光化學煙霧前體。大氣中非甲烷總烴超過一定含量，除直接對人體健康有害外，在一定條件下經(jīng)過日光照射還能產(chǎn)生光化學煙霧，對環(huán)境和人類造成危害。

2.監(jiān)測標準及討論

對于非甲烷總烴的監(jiān)測，早在1999年國家環(huán)境保護總局（今環(huán)境保護部）就發(fā)布了《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法 HJ/T38-1999》，后續(xù)《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版增補版）（國家環(huán)?？偩郑?003）中對空氣中非甲烷總烴的測定給予了明確的方法。該兩個方法至今仍在環(huán)境監(jiān)測中使用。環(huán)境保護部在2017年12月相繼發(fā)布了《環(huán)境空氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定直接進樣-氣相色譜法 HJ604-2017》和《固定污染源廢氣總烴、甲烷、非甲烷總烴的測定 氣相色譜法HJ38-2017》（以下稱新標準），可見總烴非甲烷總烴在環(huán)境監(jiān)測中的重要性。

新標準中給出了玻璃注射器采集和氣袋采集兩種。但玻璃注射器存在攜帶不方便易破損保存時間短等缺點，所以實際監(jiān)測工作中，使用氣袋采集可操作性更強。新標準中對氣袋的空白有一明確要求“重復使用的氣袋，均須在采樣前進行空白試驗，總烴測定結果低于本標準方法檢出限”。氣袋的耐用性高，可重復利用很多次，所以對重復使用的氣袋保證其空白值符合要求很重要。使用后的氣袋即必須使用除烴空氣進行反復清洗，并進行空白實驗，保證總烴的測定濃度低于標準方法的檢出限0.06mg/m3。但對于不同濃度的樣品所需的清洗次數(shù)必須通過驗證實驗有個認識，不然在實際工作中需反復進行清洗和空白試驗，效率較低。

3.實驗部分

(1)主要儀器、試劑和材料

氣相色譜儀Clarus580，珀金埃爾默/美國生產(chǎn)，雙毛細柱，雙氫火焰檢測器，十通閥進樣，非甲烷總烴檢測專用。

色譜柱：總烴柱：毛細管色譜空柱15m×0.53mm；甲烷柱：Elite-Alumina 15m×0.53mm×10μm。

甲烷標準氣：16.0μmol/mol，平衡氣為氮氣。

除烴空氣：總烴含量（含氧峰）≤0.40mg/m3（以甲烷計），或在甲烷柱上測定，除氧峰外無其他峰。

標準氣稀釋氣：高純氮氣，純度≥99.999%。

采樣容器：優(yōu)質(zhì)鋁箔復合膜采樣袋，1L。

(2)實驗方案

準備9個優(yōu)質(zhì)鋁箔復合膜采樣袋，首先經(jīng)過空白試驗并滿足要求，即總烴不得檢出。將9個采樣袋分成三組，往每組加入不同量的甲烷標準氣制成低、中、高濃度的樣品，分別測定總烴濃度。測定后用除烴空氣進行清洗，每次洗后均對其總烴濃度測定，直至總烴濃度未檢出。

(3)氣相色譜測定條件

柱溫：110℃；

汽化室溫度：150℃；

檢測室溫度：250℃；

載氣（氮氣）流量：15ml/min；

氫氣流量：45ml/min；

空氣流量：450ml/min。

(4)標準曲線的繪制

用氣袋為容器，用標準氣體稀釋氣將甲烷標準氣逐級稀釋，配制5個濃度梯度的校準系列。由低濃度到高濃度依次抽取1.0ml校準系列，注入氣相色譜儀，測定總烴濃度，以總烴濃度為橫坐標，以其對應的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。

(5)樣品的測定

將預先制備的3組9個樣品氣袋按照實驗方案依次進行測定，取1.0ml待測樣品，按照與標準曲線相同的操作步驟和分析條件，測定樣品中總烴的峰面積（扣除氧峰面積）后參與計算。

(6)結果與討論

對3組9個樣品的測定結果如表1：

表1　樣品測定結果表

從結果中可以看出，對于總烴含量為5μmol/mol時，只需進行一次清洗置換，均可使氣袋的空白滿足要求。對于總烴含量為30μmol/mol時，則需進行至少兩次清洗置換，對于總烴含量為100μmol/mol時，則需進行至少三次清洗置換才能使空白試驗符合要求。

對于總烴含量為5.0μmol/mol的模擬樣品，其總烴含量即為3.57mg/m3，相當于一般的環(huán)境空氣中的總烴含量。而一般的環(huán)境空氣中同樣不會含有復雜的會出現(xiàn)液滴凝結等現(xiàn)象，所以與模擬樣品極有相似性。所以在實際檢測中，對于環(huán)境空氣的氣袋清洗正常只需進行一次清洗置換，即可進行空白實驗，效率可提高。

對于總烴含量為5.0μmol/mol以上至100μmol/mol的模擬樣品，其總烴含量為3.57mg/m3至71.4mg/m3，即在實際檢測中相當于一般廢氣中的總烴濃度，從實驗來看可清洗置換2-3次即可滿足空白的要求，但在實際檢測工作中不排除部分廢氣成分復雜，會出現(xiàn)液滴凝結等現(xiàn)象，此時在測試包括清洗中則需要用到樣品加熱裝置。以保證實驗結果的準確性。

4.結語

在實際環(huán)境監(jiān)測工作中，對總烴包括非甲烷總烴的采樣氣袋使用時，盡量要按環(huán)境空氣和廢氣分類使用并加注標識，對重復使用前的清洗置換和空白實驗則可分類進行，以提高實際工作中的效率和保證數(shù)據(jù)的準確性。

?【參考文獻】

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