氣相色譜法測定非甲烷總烴

□浙江瑞啟檢測技術(shù)有限公司溫州分公司 朱紹盛

□浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì) 潘大堅(jiān)

氣相色譜法測定非甲烷總烴

□浙江瑞啟檢測技術(shù)有限公司溫州分公司 朱紹盛

□浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì) 潘大堅(jiān)

一、前言

非甲烷總烴（NMHC）通常是指除甲烷以外的所有可揮發(fā)的碳?xì)浠衔?其中主要是C2-C8)的總稱。一般環(huán)境空氣中非甲烷總烴的含量不高，但隨著近年工業(yè)的發(fā)展，大量廢氣排入環(huán)境空氣中。大氣中的非甲烷總烴超過一定濃度，除直接對人體健康有害外，在一定條件下經(jīng)日光照射還能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，對環(huán)境和人類造成危害。

▲圖1▲甲烷出峰時(shí)間

▲圖2 總烴出峰時(shí)間

▲圖3 高純空氣出峰時(shí)間

監(jiān)測環(huán)境空氣和工業(yè)廢氣中非甲烷總烴的方法有很多，有選擇燃燒法、紅外法、氣相色譜法等。目前普遍采用氣相色譜法測定非甲烷總烴，該方法具有靈敏度高、快速等優(yōu)點(diǎn)。本文采用雙柱雙氫火焰離子檢測器氣相色譜法，直接進(jìn)樣來檢測非甲烷總烴。利用針筒采樣，六通閥定量環(huán)進(jìn)樣方式分別測定總烴和甲烷含量，由于空氣中氧的含量是一定的，總烴扣除甲烷以及空氣中氧的含量為非甲烷總烴的含量。

表1▲各組分出峰時(shí)間

表2▲甲烷濃度-峰高校準(zhǔn)曲線

表3▲總烴濃度-峰高校準(zhǔn)曲線

二、實(shí)驗(yàn)部分

（一）儀器及設(shè)備材料

1.福立 9790II 氣相色譜儀器，帶雙FID檢測器，雙進(jìn)樣閥雙1mL定量環(huán)

2.空氣壓縮機(jī)

3.甲烷、丙烷標(biāo)準(zhǔn)混合氣體：甲烷濃度（以碳計(jì)）5.41mg/m3，丙烷濃度（以碳計(jì)）49.02 mg/m3，以氮?dú)鉃榈讱猓暇┨鞚蓺怏w有限責(zé)任公司

4.高純空氣南京天澤氣體有限責(zé)任公司

5.100mL氣體采樣針筒

（二）儀器條件

總烴：毛細(xì)管空柱 20m×0.53mm。進(jìn)樣口溫度：110℃，柱箱：70℃檢測器溫度：120℃。

氫氣流速：40mL/min，空氣流速：350 mL /min，尾吹：25 mL /min。

甲烷：填充60-80目 GDX-502擔(dān)體 5米長內(nèi)徑2mm不銹鋼柱子。

進(jìn)樣口溫度：110℃，柱箱：70℃，檢測器溫度：120℃。

氫氣流速：40 mL /min，空氣流速：350 mL /min。

（三）各組分出峰時(shí)間

依據(jù)2.2氣相條件，以甲烷、丙烷標(biāo)準(zhǔn)混合氣體進(jìn)行甲烷和總烴測定，其出峰時(shí)間見圖1和圖2，以高純空氣測定氧峰，其出峰時(shí)間見圖3，各組分出峰時(shí)間見表1。

（四）校準(zhǔn)曲線的繪制

甲烷校準(zhǔn)曲線和總烴校準(zhǔn)曲線繪制參考《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法HJ/T38-1999》中的方法，含量以碳計(jì)。

1.甲烷校準(zhǔn)曲線繪制

以甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣（以碳計(jì)）5.41 mg/m3配置1.08、1.35、1.80、2.70、5.41 mg/m3標(biāo)準(zhǔn)系列濃度，繪制濃度-峰高校準(zhǔn)曲線，見表2。

2.總烴校準(zhǔn)曲線繪制

以甲烷、丙烷標(biāo)準(zhǔn)混合氣（以碳計(jì)）54.43 mg/m3配置10.89、13.61、18.14、27.22、54.43 mg/m3標(biāo)準(zhǔn)系列濃度，繪制濃度-峰高校準(zhǔn)曲線，見表3。

3.空白試驗(yàn)

以高純空氣代替凈化空氣進(jìn)樣，分別測定甲烷和總烴。在總烴柱上測出氧峰，與總烴出峰時(shí)間一樣，對總烴有干擾；在甲烷柱上測出氧峰，與甲烷出峰時(shí)間不一樣，對甲烷的測定不干擾。

（五）檢出限的測定

本實(shí)驗(yàn)方法檢出限采用美國EPA SW-846中規(guī)定檢出限計(jì)算。

公式：MDL＝3.143δ

1. 甲烷檢出限

取1.08 mg/m3甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣（以碳計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行試驗(yàn)，重復(fù)測定7次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表4。

2.總烴檢出限

取10.89 mg/m3甲烷、丙烷標(biāo)準(zhǔn)混合氣（以碳計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行試驗(yàn)，重復(fù)測定7次，重復(fù)測定7次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表5。

非甲烷總烴的檢出限等于總烴檢出限減去甲烷的檢出限，即0.042-0.022=0.020 mg/m3，符合《固定污

染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法HJ/T38-1999》0.04mg/m3檢出限的要求。

表4▲甲烷檢出限

表5▲總烴檢出限

表6▲相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

表7▲甲烷和總烴加標(biāo)回收結(jié)果

（六）重復(fù)性的測定及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

以甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣（以碳計(jì)）5.41 mg/m3和甲烷、丙烷標(biāo)準(zhǔn)混合氣（以碳計(jì)）54.43 mg/m3，重復(fù)測定5次計(jì)算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，見表6。

（七）加標(biāo)回收

1.甲烷加標(biāo)回收

在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，用針筒采集100mL的實(shí)際樣品，測定甲烷濃度后，將剩余的樣品準(zhǔn)確推到90mL，再用裝有甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣（以碳計(jì)）5.41 mg/m3的針筒準(zhǔn)確注射10mL，混勻后測定甲烷濃度。詳見表7。

2.總烴加標(biāo)回收

在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，用針筒采集100mL的實(shí)際樣品，測定總烴濃度（減去氧峰）后，將剩余的樣品準(zhǔn)確推到90mL，再用裝有甲烷、丙烷混合標(biāo)準(zhǔn)氣（以碳計(jì)）54.43 mg/m3的針筒準(zhǔn)確注射10mL，混勻后測定總烴濃度。詳見表7。

甲烷和總烴的加標(biāo)結(jié)果比較理想。

三、結(jié)論

采用針筒采樣，雙柱雙檢測器具有操作簡單、方法快速、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)。

此方法測定的濃度以碳計(jì)，而《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（第四版）增補(bǔ)版》以甲烷計(jì)，兩者需要一定的折算才能統(tǒng)一。