非甲烷總烴測定中干擾問題的探究

劉佳岱 劉彥輝 賀雅萱

摘?要：針對非甲烷總烴檢測過程中結果準確性的問題，結合環境檢測工作的實際情況，應用雙柱單FID檢測器氣相色譜法，探討其他氣態污染物對檢測結果的影響，結果發現SO2、NOx（NO、NO2）均在總烴峰處出峰，使樣品在非甲烷總烴檢測過程中產生正干擾。

關鍵詞：非甲烷總烴;總烴;甲烷?SO2;NOx;干擾

非甲烷總烴（NMHC）指從總烴中扣除甲烷以后其他氣態有機化合物的總和[1]。一般環境空氣中NMHC的含量不高，但近些年隨著現代工業的飛速發展，大量廢氣排入環境空氣中，使得NMHC成為很多國家環境大氣的主要污染物。有數據表明，大氣中NMHC濃度超過一定范圍，會直接影響人體健康，導致光化學煙霧，危害極大[2]。

目前測定NMHC的方法主要有雙柱雙氫火焰氣相色譜法以及雙柱單FID氣相色譜法，考慮實際工作情況及氣態污染物樣品中共存的常規污染物，按HJ?604-2017用雙柱單FID氣相色譜法，選擇SO2、NOx對檢測分析工作中干擾問題進行試驗。

1?實驗部分

1.1?儀器配置及標準氣體

Agilent?7820A氣相色譜儀，配有雙柱單FID檢測器、十通閥和1.0mL定量環。總烴柱為不銹鋼硅烷化玻璃微球填充柱（1m×2mm），甲烷柱為不銹鋼GDX-104擔體填充柱（3m×2mm）。標準氣體購自保定華威，以氮氣做本底，其中除烴空氣為20.9%?O2-N2，甲烷標準氣體濃度為4.48×10-6、10.1×10-6?mol/mol?CH4-N2，二氧化硫標準氣體濃度為108×10-6?mol/mol?SO2-N2，一氧化氮標準氣體濃度為205×10-6?mol/mol?NO-N2，二氧化氮標準氣體濃度為106×10-6?mol/mol?NO2-N2。

1.2?色譜條件

檢測器溫度250℃，氫氣、空氣、尾吹氣流量分別為40、300、20?mL/min，采用恒壓模式，總烴柱5psi，甲烷柱8psi，閥箱溫度80℃，柱箱溫度60℃，保持2.0min。

1.3?校準曲線

甲烷校準曲線用4.48×10-6、10.1×10-6?mol/mol甲烷標準氣體以氮氣稀釋，梯度見表1，曲線及相關系數見圖1。

1.4?二氧化硫、氮氧化物干擾

在氣相色譜儀的氫火焰離子化檢測器FID上有響應的氣態有機化合物的總和即總烴。用濃度分別為108×10-6?mol/mol?SO2-N2、205×10-6?mol/mol?NO-N2、106×10-6?mol/mol?NO2-N2的SO2、NO、NO2標準氣體在非甲烷總烴校準曲線做檢測，其中SO2在甲烷、總烴處都有出峰（色譜圖見圖2），NO（色譜圖見圖3）、NO2（色譜圖見圖4）均只在總烴處出峰，代入線性公式計算為甲烷、總烴濃度見表2。由于SO2、NO、NO2等氣體在總烴柱上的響應，所以會對非甲烷總烴的測定產生干擾。

2?結果與討論

2.1?校準曲線有效性

除烴空氣（氧峰）總烴含量為0.196?mg/m-3（以甲烷計），如圖4。用濃度為3.2?mg/m-3（不確定度2.5%，以甲烷計）的標準氣體對校準曲線做單點校核，結果為3.21?mg/m-3如圖5，符合HJ?604-2017標準要求。

2.2?無機化合物對非甲烷總烴測定的干擾

氣相色譜法的定性是依靠在實驗條件不變時，被測定組分的保留時間作為定性指標，如被測組分的保留時間與統一條件下標準樣品的保留時間相同，則認為組分是該物質。測定非甲烷總烴時，所使用的總烴柱（玻璃微珠柱）沒有固定相，故凡能在FID檢測器產生信號的均被認為是總烴的響應[3]。

由試驗結果可知，濃度108×10-6?mol/mol的SO2對總烴的貢獻為1.38?mg/m-3，對甲烷的貢獻為0.212?mg/m-3，使NMHC濃度增大0.168?mg/m-3;205×10-6?mol/mol的NO使NMHC濃度增大0.274?mg/m-3;106×10-6?mol/mol的NO2使NMHC濃度增大0.089?mg/m-3。

3?結論

通過實驗數據得出，SO2、NO、NO2會對非甲烷總烴的測定產生正干擾，在測定過程中要考慮其測定結果的合理性，同時，對于含硫、氮、氧等無機化合物的干擾問題也要引起檢測人員的警惕。

參考文獻：

[1]HJ?604-2017環境空氣?總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定?直接進樣-氣相色譜法[S].

[2]陳軍，樂小亮，何娟.非甲烷總烴測定中若干問題的研究[J].中國環境監測，2013，29（05）-01-03：129-131.

[3]常淼，宋程，劉保獻，等.雙通道雙毛細管柱測定非甲烷總烴分析方法探究[J].環境化學，2015（346）：1223-1226.