氣相色譜法下工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測研究

文章編號：1674-6139（2025）07-0135-06

中圖分類號：X701文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Research on Pollutant Detection of Industrial Organic Waste Gas Emission by Gas Chromatography

Gao Jingsheng

（Zhongshan Ecological Environmental Monitoring Center，Zhongshan 5284Oo，China）

Abstract：Toreducetheharmofindustrialorganicwastegasmissionstotheenvironment，gaschromatogaphymethodfordetec tingindustrialoanicastegsemissiospllutantsissuddepaprselctsdifresmplingpontsinteindustralpkaduses gaschromatogahytoetectpolutantlevelsatdiferentsamplingpointsWhenconductingpolutantdetectionintheseectedrsarch ea，itcanbefoundtatteoltantconentartehasteisionsouceinisaissigificantlyighetantatioeas. Among them，the pollutant content of ethyl acetate remains the highest，reaching more than 7.2mg?m^-3 .Near the exhaust emission source，the acetone content reaches more than 2.8mg?m^-3 ，and the isopropyl acetate content reaches more than 1.8mg?m^-3 .However，thepolltatottatteackgoudsmpgpntatteundaryisiiintlyowerelicatioofisetodfe tively achieve the detection of industrial organic waste gas emissions pollutants.

Keywords：gaschromatography；industrial organicwastegas；polltantdetection；activated carbon sampling tube

前言

有機(jī)廢氣排放會顯著增加空氣中的有害物質(zhì)濃度[1-2]，對空氣質(zhì)量造成直接威脅[3-4]。同時，有機(jī)廢氣排放會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，破壞生態(tài)平衡，這些污染物對動植物的生長和繁衍產(chǎn)生負(fù)面影響，會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)破壞和生物多樣性減少。為了有效控制和管理工業(yè)有機(jī)廢氣的排放，準(zhǔn)確檢測其中的污染物種類和濃度顯得尤為重要[5]

目前，有較多學(xué)者對污染物檢測方法進(jìn)行研究。蔣建軍等研究測定印刷業(yè)廢氣中9種特征污染物；寧倩等7研究黃河三角洲地區(qū)大氣復(fù)合污染特征、成因與VOCs來源;趙梓等[8研究重型柴油機(jī)燃用改性柴油的排放污染物，WangZ等9研究熟食垃圾好氧分解過程中惡臭有機(jī)污染物釋放特性。但上述方法對多種污染物檢測時，無法保障檢測質(zhì)量，對正丁醇、二硫化碳甲苯等一些污染物無法實(shí)現(xiàn)良好的檢測。

氣相色譜法作為一種成熟且廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析領(lǐng)域的技術(shù)，因高靈敏度、高分辨率和快速響應(yīng)等特點(diǎn)，在工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物的檢測中發(fā)揮著不可或缺的作用[10]。因此，此研究探討了氣相色譜法在工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測中的應(yīng)用，通過采用適當(dāng)?shù)臋z測器，提高分析的精密度，以此推動工業(yè)綠色發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

1工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測方法

工業(yè)廢氣中的污染物是造成大氣污染的主要來源之一。通過實(shí)時檢測和控制排放廢氣中的有害物質(zhì)含量，為減少大氣中的污染物濃度提供基礎(chǔ)依據(jù)。為此，文章考慮采用氣相色譜法，對工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物進(jìn)行檢測。

1.1 檢測儀器與試劑

應(yīng)用氣相色譜法檢測工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物，在進(jìn)行實(shí)際檢測之前，需準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器與試劑，準(zhǔn)備儀器有：Agilent6890N氣相色譜儀、GH-1型活性炭采樣管、微量注射器、具塞試管、LH-1智能空氣微塵/氣體采樣器和天平。

同時準(zhǔn)備丙酮、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醇、正丁醇、二硫化碳中苯、二硫化碳甲苯、乙酸異丙酯、二氧化碳、高級氮?dú)夂蜌錃獾仍噭鶠闃?biāo)準(zhǔn)品。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制

為評估氣相色譜法對工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物的檢測能力，制備標(biāo)準(zhǔn)儲備液。準(zhǔn)備一個 10mL 的容量瓶。在該容量瓶中，注入 5mL 的二氧化碳。接著，在恒溫恒濕的環(huán)境下，對整個體系進(jìn)行了精準(zhǔn)稱重。隨后，按照預(yù)定的比例，向容量瓶內(nèi)依次添加了以下化學(xué)物質(zhì)：丙酮 7.76mg 異丙醇 7.80mg 乙酸乙酯 8.81mg 、乙酸異丙酯 7.82mg 、乙酸丁酯8.76mg 以及正丁醇 8.10mg 。在添加完這些化學(xué)物質(zhì)后，利用剩余的二氧化碳將溶液定容至容量瓶的刻度線，從而得到了所需的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

1.3 樣品處理

1.3.1 研究區(qū)確定

某市工業(yè)園區(qū)成立于2000年，該工業(yè)園區(qū)內(nèi)包含醫(yī)藥化工、染料化工等多種化學(xué)工業(yè)，導(dǎo)致工業(yè)園區(qū)周圍空氣污染物成分復(fù)雜，且企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的有機(jī)廢氣對周邊環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響，文章以該工業(yè)區(qū)為研究對象，對工業(yè)區(qū)不同位置進(jìn)行采樣，檢測工業(yè)有機(jī)廢氣的排放情況

1.3.2采樣點(diǎn)布置

工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物的采樣點(diǎn)布置應(yīng)綜合考慮多種因素，以確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。文章在工業(yè)園區(qū)內(nèi)三個區(qū)域分別布置10個采樣點(diǎn)，以此充分評估工業(yè)有機(jī)廢氣的排放污染物情況，具體采樣點(diǎn)布置見圖1。

（1）廢氣排放源附近：在排放源（機(jī)械和設(shè)備等）周圍選擇10個采樣點(diǎn)，以更準(zhǔn)確地檢測廢氣污染。

（2）辦公室及停車場：在工業(yè)園區(qū)內(nèi)距離排放源存在一定距離的辦公室及停車場均勻布置10個采樣點(diǎn)。

（3）背景采樣點(diǎn)：選取工業(yè)園區(qū)邊界處，距離目標(biāo)污染源較遠(yuǎn)、周圍環(huán)境空氣質(zhì)量相對較好的區(qū)域，均勻布置10個采樣點(diǎn)，以避免目標(biāo)污染源的干擾，更準(zhǔn)確地測量周圍環(huán)境中廢氣污染的水平。

1.3.3樣品采集與保存

在采樣區(qū)域?qū)⒒钚蕴坎蓸庸艿膬啥诉M(jìn)行開啟處理。隨后，使用連接管將采樣管的A段與采樣儀器的進(jìn)樣口進(jìn)行連接，同時B段則與儀器的流量計量箱和抽氣泵相連。在采樣過程中，需要確保流量控制在0.2至 0.6L/mL 的范圍內(nèi)；采樣的時長為30分鐘。

采樣結(jié)束后迅速將采樣管的兩端密封，在采樣后 8h 內(nèi)完成分析工作。若因特殊原因無法立即進(jìn)行分析，應(yīng)將樣品避光密閉保存，并置于 -20% 的低溫環(huán)境中，以延長樣品的保存期限，但最長不應(yīng)超過 。此外，同時采集空白樣品，以確保分析過程的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.3.4 樣品解吸

取出采樣管A段與B段，放入磨口具塞試管內(nèi)，之后再向試管中添加 1.00mL 二氧化碳，封閉試管后振搖 1min ，設(shè)定解吸時間為 30min 。之后將解吸液放入氣相進(jìn)樣小瓶，應(yīng)用氣相色譜儀展開測試。

1.3.5 色譜分析條件設(shè)定

設(shè)計工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測條件如下：

柱溫：在 35^°C 下保持 6min ，按照 速度升溫至 200% ，保持 2min ；柱流量： 1.0mL/min ；進(jìn)樣口溫度： 250^qC ；檢測器溫度： 300^°C ；尾吹氣流量：25mL/min ；氫氣流量； 30mL/min ；空氣流量；300mL/min ；進(jìn)樣量； 1μL

1.4檢測方法精密度分析

為評估氣相色譜法在檢測過程中的測量效果，對含有已知濃度污染物測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）進(jìn)行計算，以此評估檢測方法的精密度。對已知濃度污染物氣體進(jìn)行重復(fù)6次測量，通過式（1）、式（2）計算測量時的相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）：

上述公式中， n 為測量次數(shù)； s 為標(biāo)準(zhǔn)偏差； x_i 為第i次測量的峰面積； $＼overrightharpoon { X }$ 為測量6次后的平均峰面積；RSD為6次測量后的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。對文章研究的氣相色譜法檢測效果進(jìn)行測定，在標(biāo)準(zhǔn)儲備液基礎(chǔ)上，分別設(shè)計低、標(biāo)準(zhǔn)、高三個濃度點(diǎn)，對每個濃度點(diǎn)進(jìn)行6次測量，驗(yàn)證該檢測方法的精密度。

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1氣相色譜法檢測效果評價

分析氣相色譜法對已知污染物的檢測能力，分別分析在文章研究的色譜分析條件下已知污染物的分離情況以及檢測精密度，以此評估該方法的檢測效果。

分析應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行已知污染物檢測時的污染物分離情況，分析結(jié)果見圖2。

色譜圖記錄了被分離組分的檢測信號隨時間分布的圖像，能夠直觀地展示各組分在色譜柱中的分離情況。通過圖2色譜分析可知，在文章設(shè)計的檢測方法下，不同污染物均可實(shí)現(xiàn)良好分離，為此，該檢測方法可有效實(shí)現(xiàn)對工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物的檢測。

分析應(yīng)用該檢測方法在對低、標(biāo)準(zhǔn)、高三個濃度不同已知污染物進(jìn)行檢測時的精密度，從而評估該方法的檢測效果，分析結(jié)果見表1。

由表1可知，通過文章設(shè)計的檢測方案對低、標(biāo)準(zhǔn)、高三個濃度不同已知污染物進(jìn)行檢測時，相對標(biāo)準(zhǔn)差始終未超過 3.00% ，處于較低水平，為此，該方法對污染物的檢測效果相對較強(qiáng)，可有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測。

2.2研究區(qū)污染物檢測結(jié)果分析

通過上述試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，該方法具有可靠的污染物檢測效果，為此，應(yīng)用該方法對所選研究區(qū)不同采樣點(diǎn)有機(jī)廢氣排放污染物進(jìn)行檢測，分析在該研究區(qū)內(nèi)污染物的含量，分析結(jié)果見圖3。

由圖3可知，通過該檢測方法發(fā)現(xiàn)，所選研究區(qū)中，在廢氣排放源附近的采樣點(diǎn)污染物含量較高，辦公室及停車場周圍采樣點(diǎn)污染物含量略低于廢氣排放源附近，而背景采樣點(diǎn)，即工業(yè)園區(qū)邊緣附近的廢氣排放污染物含量保持最低狀態(tài)。在該研究區(qū)中，乙酸乙酯污染物含量保持最高，在廢氣排放源附近乙酸乙酯污染物含量可達(dá)到7.2mg?m^-3 以上，在背景采樣點(diǎn)處，乙酸乙酯含量也要保持在 6.5～6.6mg?m^-3 之間，其他污染物含量相對較小，在廢氣排放源附近，丙酮含量達(dá)到 2.8mg?m^-3 以上，乙酸丁酯達(dá)到 1.2mg?m^-3 以上，乙酸異丙酯達(dá)到 1.8mg?m^-3 以上，而苯、二氧化碳甲苯分別保持在 2.1×10^-2 以上以及 1.2× 10^-2 以上，正丁醇、異丙醇含量相對較小，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

3 結(jié)束語

為推動工業(yè)綠色發(fā)展，研究氣相色譜法下工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物檢測。針對所選研究工業(yè)區(qū)域，分別在廢氣排放源附近、辦公室及停車場、邊界處背景采樣點(diǎn)選取不同采樣點(diǎn)，采用氣相色譜法檢測不同采樣點(diǎn)污染物水平。氣相色譜法作為一種高效、準(zhǔn)確的分析技術(shù)，在工業(yè)有機(jī)廢氣排放污染物的檢測中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，還能夠有效評估污染物色譜分離情況。通過研究結(jié)果表明：對低、標(biāo)準(zhǔn)、高三個濃度的不同已知污染物進(jìn)行檢測時，相對標(biāo)準(zhǔn)差始終未超過 3.00% 。在研究區(qū)內(nèi)，廢氣排放源附近的采樣點(diǎn)污染物含量最高，辦公室及停車場周圍采樣點(diǎn)污染物含量略低，而工業(yè)園區(qū)邊緣附近的背景采樣點(diǎn)污染物含量最低，這一結(jié)果符合污染物的擴(kuò)散規(guī)律。

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