雙通道氣相色譜法測定廢氣中的非甲烷總烴

劉國揚

（廣東產品質量監督檢驗研究院 廣東佛山 528303）

引言

不同于甲烷，非甲烷總烴中包含各種碳氫化合物，具有一定測定難度。而非甲烷總烴為光化學煙霧的前體物，普遍存在于污染源廢氣中，將給環境帶來污染。因此，還應采取有效方法進行廢氣中非甲烷總烴測定，為廢氣排放管理提供支撐。

1 測定條件

測定污染源廢氣中非甲烷總烴，采用GC3800氣相色譜儀，配備雙通道雙閥進行雙氫火焰檢測器切換，采樣器為100mL氣密注射器。采用的色譜柱為不銹鋼填充柱，固定相為PorapakQ和玻璃微球，采用1L聚四氟乙烯內襯取樣袋。在對低濃度氣體校正標樣進行制備時，采用氮氣作為稀釋劑。氣相色譜儀1通道采用的氣相填充柱作為甲烷柱，為80-100目PorapakQ，與氫火焰離子化檢測器進行串聯，能夠對甲烷進檢測，2通道的氣相填充柱作為總烴柱，為80-100目玻璃微球。色譜儀進樣口溫度為150℃，采取恒壓模式，柱溫為80℃，檢測器溫度為250℃，氫氣和空氣的通入速度分別為40mL/min和400mL/min，尾部吹氣速度為5mL/min，進樣量為1mL氣體定量環。測定時以空氣為底氣，對10.8mgC/m3甲烷標準氣進行采用；以氮氣為底氣，對11mgC/m3甲烷標準氣進行運用，采用的無烴空氣氧氣和氮氣比值為21.15%[1]。

2 測定方法

實際采用雙通道氣相色譜法對廢氣中非甲烷總烴進行測定，需要在儀器上將保留時間當成是定性分析條件，將峰面積當成是定量分析條件。在操作過程中，利用注射器從污染源廢氣排放處直接進行10mL待測氣體采集，利用聚四氟乙烯內襯取樣袋帶回實驗室。在儀器使用時，可以直接注入2mL樣品，實現一次進樣分析兩種組分，并且同時進行兩路信號的輸出。在載氣為氮氣的情況下對總烴進行測定，總烴峰包含氧峰，氣樣測定將受到氧的正干擾。在色譜條件固定情況下，固定氧帶來的干擾一定，可以將除烴空氣當成是空白試樣，從而通過從總烴峰中扣除對應數值消除測定結果受到的氧干擾。儀器1通道和2通道分別代表前部和后部的信號。在對以空氣為底氣的甲烷標準氣體進行逐級稀釋過程中，通過1通道通入氣體，可以得到相應甲烷校正曲線。針對以氮氣為底氣的甲烷標準氣體進行逐級稀釋過程中，通過2通道通入氣體，可以得到相應總烴校正曲線。在2通道中通入脫烴空氣，然后對通道總烴校正曲線進行校正，可以完成氧氣干擾峰含量的分析，從而獲得1通道氧氣校正曲線。最后，同時將試樣通入到兩個通道中。針對2通道總峰面積進行校正，可以獲得總烴含量。對1通道甲烷峰值面積進行校正口，可以獲得甲烷含量。扣除甲烷含量，然后將1通道分析獲取的氧氣干擾扣除，可以得到試樣的非甲烷總烴含量[2]。

3 測定結果

按照上述方法進行污染源廢氣中非甲烷總烴測定，從曲線回歸分析結果來看，在0.67-10.81mgC/m3范圍內，可以得到1通道相關系數為0.99710。在0.688-11mgC/m3濃度范圍，2通道相關系數為0.99994。根據信噪比對應甲烷濃度，可以得到甲烷檢出限為 3.14×10-2mgC/m3，總烴檢出限為 2.24×10-2mgC/m3。為確定測定方法的精密度，需要連續4次通入甲烷標準氣體，然后對兩個通道甲烷峰面積相對標準偏差進行計算，可以得到1通道相對標準偏差為1.1%，2通道則為0.8%。從樣品分析結果來看，在氣相色譜柱上，甲烷和氧氣擁有較好分離效果，能夠形成對稱峰。分析原因可以發現，儀器采用了先進填裝工藝，填充柱管材表面能夠實現超高惰性去活，使柱效和峰形得到保證，能夠為各組分準確定量的長期應用提供有利條件。對樣品中氧、甲烷和總烴等進行校正后，可以得到氧、甲烷和總烴峰面積分別為3.9、187.3、210.5，濃度分別為 0.38、8.41、9.67，最終得到非甲烷總烴含量為0.88mgC/m3。

結語

綜上所述，在對污染源廢氣中非甲烷總烴進行測定時，采用雙通道氣相色譜法能夠在檢測甲烷、氧和總烴濃度基礎上，通過校正分析實現非甲烷總烴濃度的準確測量。采用該方法操作簡單，精密度較高，能夠完成廢氣快速分析，因此能夠滿足廢氣檢測要求。