氣相色譜法下工業有機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文獻標志碼：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

有機廢氣排放會顯著增加空氣中的有害物質濃度[1-2]，對空氣質量造成直接威脅[3-4]。同時，有機廢氣排放會對生態環境產生負面影響，破壞生態平衡，這些污染物對動植物的生長和繁衍產生負面影響，會導致生態系統破壞和生物多樣性減少。為了有效控制和管理工業有機廢氣的排放，準確檢測其中的污染物種類和濃度顯得尤為重要[5]

目前，有較多學者對污染物檢測方法進行研究。蔣建軍等研究測定印刷業廢氣中9種特征污染物；寧倩等7研究黃河三角洲地區大氣復合污染特征、成因與VOCs來源;趙梓等[8研究重型柴油機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，無法保障檢測質量，對正丁醇、二硫化碳甲苯等一些污染物無法實現良好的檢測。

氣相色譜法作為一種成熟且廣泛應用于化學分析領域的技術，因高靈敏度、高分辨率和快速響應等特點，在工業有機廢氣排放污染物的檢測中發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有機廢氣排放污染物檢測中的應用，通過采用適當的檢測器，提高分析的精密度，以此推動工業綠色發展和生態環境保護。

1工業有機廢氣排放污染物檢測方法

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

1.1 檢測儀器與試劑

應用氣相色譜法檢測工業有機廢氣排放污染物，在進行實際檢測之前，需準備相應的儀器與試劑，準備儀器有：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、高級氮氣和氫氣等試劑，均為標準品。

1.2 標準儲備液配制

為評估氣相色譜法對工業有機廢氣排放污染物的檢測能力，制備標準儲備液。準備一個 10mL 的容量瓶。在該容量瓶中，注入 5mL 的二氧化碳。接著，在恒溫恒濕的環境下，對整個體系進行了精準稱重。隨后，按照預定的比例，向容量瓶內依次添加了以下化學物質：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 。在添加完這些化學物質后，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準儲備液。

1.3 樣品處理

1.3.1 研究區確定

某市工業園區成立于2000年，該工業園區內包含醫藥化工、染料化工等多種化學工業，導致工業園區周圍空氣污染物成分復雜，且企業生產過程中排放的有機廢氣對周邊環境產生了一定的影響，文章以該工業區為研究對象，對工業區不同位置進行采樣，檢測工業有機廢氣的排放情況

1.3.2采樣點布置

工業有機廢氣排放污染物的采樣點布置應綜合考慮多種因素，以確保檢測數據的準確性和有效性。文章在工業園區內三個區域分別布置10個采樣點，以此充分評估工業有機廢氣的排放污染物情況，具體采樣點布置見圖1。

（1）廢氣排放源附近：在排放源（機械和設備等）周圍選擇10個采樣點，以更準確地檢測廢氣污染。

（2）辦公室及停車場：在工業園區內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。

（3）背景采樣點：選取工業園區邊界處，距離目標污染源較遠、周圍環境空氣質量相對較好的區域，均勻布置10個采樣點，以避免目標污染源的干擾，更準確地測量周圍環境中廢氣污染的水平。

1.3.3樣品采集與保存

在采樣區域將活性炭采樣管的兩端進行開啟處理。隨后，使用連接管將采樣管的A段與采樣儀器的進樣口進行連接，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；采樣的時長為30分鐘。

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

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，之后再向試管中添加 1.00mL 二氧化碳，封閉試管后振搖 1min ，設定解吸時間為 30min 。之后將解吸液放入氣相進樣小瓶，應用氣相色譜儀展開測試。

1.3.5 色譜分析條件設定

設計工業有機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果的相對標準差（RSD）進行計算，以此評估檢測方法的精密度。對已知濃度污染物氣體進行重復6次測量，通過式（1）、式（2）計算測量時的相對標準差（RSD）：

上述公式中， n 為測量次數； s 為標準偏差； 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次測量后的相對標準偏差。對文章研究的氣相色譜法檢測效果進行測定，在標準儲備液基礎上，分別設計低、標準、高三個濃度點，對每個濃度點進行6次測量，驗證該檢測方法的精密度。

2 實驗分析

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。

分析應用氣相色譜法進行已知污染物檢測時的污染物分離情況，分析結果見圖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，在文章設計的檢測方法下，不同污染物均可實現良好分離，為此，該檢測方法可有效實現對工業有機廢氣排放污染物的檢測。

分析應用該檢測方法在對低、標準、高三個濃度不同已知污染物進行檢測時的精密度，從而評估該方法的檢測效果，分析結果見表1。

由表1可知，通過文章設計的檢測方案對低、標準、高三個濃度不同已知污染物進行檢測時，相對標準差始終未超過 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，可有效實現工業有機廢氣排放污染物檢測。

2.2研究區污染物檢測結果分析

通過上述試驗可以發現，該方法具有可靠的污染物檢測效果，為此，應用該方法對所選研究區不同采樣點有機廢氣排放污染物進行檢測，分析在該研究區內污染物的含量，分析結果見圖3。

由圖3可知，通過該檢測方法發現，所選研究區中，在廢氣排放源附近的采樣點污染物含量較高，辦公室及停車場周圍采樣點污染物含量略低于廢氣排放源附近，而背景采樣點，即工業園區邊緣附近的廢氣排放污染物含量保持最低狀態。在該研究區中，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到7.2mg?m^-3 以上，在背景采樣點處，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，丙酮含量達到 2.8mg?m^-3 以上，乙酸丁酯達到 1.2mg?m^-3 以上，乙酸異丙酯達到 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，不會對環境造成嚴重危害。

3 結束語

為推動工業綠色發展，研究氣相色譜法下工業有機廢氣排放污染物檢測。針對所選研究工業區域，分別在廢氣排放源附近、辦公室及停車場、邊界處背景采樣點選取不同采樣點，采用氣相色譜法檢測不同采樣點污染物水平。氣相色譜法作為一種高效、準確的分析技術，在工業有機廢氣排放污染物的檢測中展現出顯著的優勢，還能夠有效評估污染物色譜分離情況。通過研究結果表明：對低、標準、高三個濃度的不同已知污染物進行檢測時，相對標準差始終未超過 3.00% 。在研究區內，廢氣排放源附近的采樣點污染物含量最高，辦公室及停車場周圍采樣點污染物含量略低，而工業園區邊緣附近的背景采樣點污染物含量最低，這一結果符合污染物的擴散規律。

參考文獻：

[1]韓陳，趙鐳，吳亞平.氣相色譜-質譜法測定涂漆筷子中28種有機化合物遷移量及其遷移規律和風險評估研究[J].理化檢驗-化學分冊，2023，59（7）：745-751.

[2]雍佳樂，謝元禮，郭慧琳，等.陜西省天然源揮發性有機物排放清單及時空分布特征研究[J].環境科學學報，2023，43（8）：235-247.

[3]劉學，李偉，于康，等.分壓校正頂空氣相色譜法測定重晶石礦總有機質含量[J].分析試驗室，2023，42（12）：1655-1659.

[4]潘萌，佟玲，田芹，等.加速溶劑提取－氣相色譜－質譜法分析土壤和沉積物中15種有機磷酸酯類阻燃劑[J].巖礦測試，2023，42（6）：1165-1176.

[5]高尚潔，劉杏認，李迎春，等.施用生物炭和秸稈還田對農田溫室氣體排放及增溫潛勢的影響[J].中國農業科學，2024，57（5）：935-949.

[6]蔣建軍，劉麗，蔣家貴，等.熱脫附－氣相色譜質譜法測定印刷業廢氣中9種特征污染物［J].化學研究與應用，2024，36（2）：424-431.

[7]寧倩，賀美，紀元元，等.黃河三角洲地區大氣復合污染特征、成因與VOCs來源解析[J].環境科學研究，2024，37（3）：439-454.

[8]趙梓，劉帥，王忠，等.重型柴油機燃用改性柴油的排放污染物研究［J].西安交通大學學報，2022，56（1）：41-50.

[9]WangZ，Liang Z，LiG，etal.Odorous organic gasemission characteristics from cooked food wastes during aerobic de composition[J].Journal of cleaner production，2024，434（1）： 139961.1-139961.10.

[10]燕鷗，阮兆元，王體健，等.沈陽市經濟技術開發區大氣揮發性有機物污染特征及來源解析［J].環境科學學報，2023，43（6）：119-130.