气相色谱法直接进样测定工业废气中的苯乙烯

肖学喜，何桂英，舒争

（宁波北仑环境保护监测站，浙江宁波 315800）

气相色谱法直接进样测定工业废气中的苯乙烯

肖学喜，何桂英，舒争

（宁波北仑环境保护监测站，浙江宁波 315800）

建立了直接进样测定工业废气中苯乙烯的气相色谱法。工业废气样品通过气体进样阀进入气相色谱仪中进行分离和检测，采用0.25 mL气体进样阀时，方法的检出限为1.4 mg／m3，苯乙烯含量在3.19～51.0 mg／m3时，测定结果的相对标准偏差为2.19%～4.50%（n=5），与行业标准HJ 583–2010，HJ 584–2010相比，该方法操作简便、快速，适合工业废气中苯乙烯的快速测定。

气相色谱法；直接进样；苯乙烯含量；工业废气

苯乙烯是苯系物的一种［1］，具有煤气臭味，它既是化学工业的重要原料，又是污染大气和水、制造恶臭的元凶之一［2］。自然环境中原本不存在苯乙烯，自然界中发现的苯乙烯均源于人类的生产活动，主要是通过石油化工、聚苯乙烯制造与加工、塑料生产和人造橡胶等工业活动所产生的废水和废气进入水环境和大气环境。为了在发展经济的同时保护我们的生活环境，GB 14554–1993［3］对苯乙烯的排放限值作出了规定。

作为GB 14554–1993中规定的8种恶臭污染物之一，苯乙烯的嗅阈值为0.017 mg／L，在水中的嗅阈值范围为0.02～2.6 mg／L，而当温度升至60℃时其嗅阈值则降为0.003 6 mg／L［2］。由于恶臭刺激人们的嗅觉器官，特别容易引起人们的反感，近年来人们对恶臭投诉的比例也越来越高，已成为当今世界的一个重要环境问题。作为恶臭的重要污染源之一，苯乙烯生产和加工行业所排放的工业废水、废气中的苯乙烯含量是重点环境监测项目。目前分析工业废气中苯乙烯含量的常用方法主要有气相色谱法［4–7］、气相色谱 –质谱法［1］等。文献［5］用活性炭采样管富集采样、苯乙烯经二硫化碳解吸萃取后进入色谱仪分析；文献［4］用Tenax–GC采样管富集采样、苯乙烯经加热脱附后进入色谱仪分析。以上两种方法均涉及样品的富集和解吸等预处理步骤，操作相对繁琐，且文献［5］还需用到二硫化碳等有毒、易燃的有机试剂；而气相色谱–质谱法则需要较高的仪器成本投入，且不适合苯乙烯含量较高的样品测定。笔者使用气相色谱仪、进样阀直接进样测定工业废气中的苯乙烯含量，该法操作简便、快速，重现性较好，检出限较低。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：Agilent 6890N型，带有FID检测器、0.25 mL进样阀，美国安捷伦科技有限公司；

苯系物标准气体：苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯乙烯浓度分别为36.5，43.2，50.6，49.7，49.7，50.6，49.5，51.0 mg／m3，批 号743071，大连大特气体有限公司；

氮气：纯度不小于99.999%；

气袋：容量分别为1 L，3 L；

注射器：100 mL。

1.2 苯系物标准气体的配制

取适量的苯系物标准气体，用高纯氮气稀释配制成不同浓度的苯系物标准工作气体。

1.3 气相色谱条件

色谱柱：Innowax（19091N–113）柱（30 m× 0.32 mm，0.25 μm）；进样口温度：150℃；检测器温度：250℃；柱温：50℃，恒定15 min；载气：氮气，柱流量1.9 mL／min，线速度34 cm／s；进样口恒压：62 kPa（9.0 Psi）；进样模式：不分流进样；检测器中燃气（氢气）、助燃气（空气）、补充气（氮气）的流量分别为35，350，30 mL／min。

1.4 样品测定

按1.3设置气相色谱条件，待条件稳定后，将样品通过气体进样阀引入气相色谱仪进行分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱图

在1.3气相色谱条件下，苯系物标准气体色谱图如图1所示。从图1可以看出，苯系物中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯等对苯乙烯的测定均无干扰。

图1 苯乙烯色谱图

2.2 线性方程

按1.4样品测定方法分析苯系物标准工作气体，以苯乙烯在FID检测器上的响应值A（色谱峰面积）对苯乙烯浓度c（mg／m3）进行线性拟合，得线性回归方程为A=0.311 6c+0.225 3，线性相关系数为0.999 7。

2.3 方法的检出限

按1.4样品测定方法分析苯乙烯浓度c为3.2 mg／m3的苯系物标准工作气体，利用Agilent化学工作站软件求得苯乙烯峰附近的信噪比为4.6，按照信噪比为2的原则确定检出限为1.4 mg／m3。

2.4 可靠性试验

测定不同浓度的苯系物标准气体，测定结果列于表1。选择95%置信度，查t分布表得t=2.776 4，表1中各组测定｜t｜值均小于2.776 4，表明测定结果与标准样品的浓度无显著性差异［8］。

表1 标准气体测定结果（n=5）

2.5 样品测定

取宁波北仑某企业工业废气样品，按实验方法进行测定，测定结果见表2。由表2可知，直接进样法测定结果与热解吸法（HJ 583–2010）、溶剂解吸法（HJ 584–2010）测定结果基本吻合，样品浓度在4.24～46.9 mg／m3之间时，相对偏差为2.2%～4.0%。3 结语

表2 工业废气样品测定结果（n=5）

与 HJ 583–2010和 HJ 584–2010相比，本方法无须进行样品的富集、解吸等步骤，操作简便、快速，分析精密度和准确度较高。尽管本方法的检出限高于HJ 583–2010及HJ 584–2010，但完全能够满足苯乙烯含量高于本方法检出限的工业废气的分析要求，特别适合工业废气中苯乙烯含量的快速分析。

［1］魏复盛，滕恩江，池靖，等.空气和废气监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境科学出版社，2003: 572，597.

［2］沈培明，陈正夫，张东平，等.恶臭的评价与分析［M］.北京：化学工业出版社，2005: 335.

［3］GB 14554–1993 恶臭污染物排放标准［S］.

［4］HJ 583–2010 环境空气苯系物的测定 固体吸附／热脱附–气相色谱法［S］.

［5］HJ 584–2010 环境空气苯系物的测定 活性炭吸附／二硫化碳解吸–气相色谱法［S］.

［6］林洪，胡平，吴献花，等.苯乙烯的快速气相色谱测定［J］.玉溪师范学院学报，2005，21(3): 17–18.

［7］职克利.常温捕集–热解析–气相色谱法测定空气中苯系物含量的讨论［J］.河南化工，2006，23(5): 40–41.

［8］刘剑平，陆元鸿.概率论与数理统计方法［M］.上海：华东理工大学出版社，2001: 132，152.

Determination of Styrene in Industrial Waste Gas by GC with Direct Injection

Xiao Xuexi， He Guiying， Shu Zheng
（Environment Protection Monitoring Station of Beilun， Ningbo 315800， China）

A method for the determination of styrene in industrial waste gas by GC with direct injection was recommended. Through the gas sampling valve, the industrial waster gas was put into GC to be separated and detected. As 2.5 mL gas sampling valve was used, the detection limit of the styrene was 1.4 mg／m3. As the content of styrene in industrial waster gas were 3.19–51.0 mg／m3, the standard relative deviation of determination results were 2.19% – 4.50%（n=5）.Compared with HJ 583–2010 and HJ 584–2010, this method was more simple，fast and suitable for the rapid determination of styrene in industrial waste gas.

GC; direct injection; styrene; industrial waste gas

O657.7

A

1008–6145（2012）05–0065–02

doi ：10.3969／j.issn.1008–6145.2012.05.020

联系人：肖学喜；E-mail: xxuexi@sohu.com

2012–07–06