十通阀切换气相色谱法测定空气中甲烷和非甲烷总烃

马小杰，房贤文

(1.临沂市环境监测站，山东临沂276000;2.青岛市环境监测中心站，山东青岛266003)

非甲烷总烃通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物 (其中主要是C2～C8)。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度，除直接对人体健康有害外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。环境空气和工业废气中的非甲烷总烃多采用气相色谱法测定［1～3］。常需要双柱双离子火焰检测器，或更换色谱柱单离子火焰检测器分别测定，且分别测出总烃和甲烷的含量，两者之差为非甲烷总烃的含量，分析测定比较繁琐，不能保证很好的进样一致性［4，5］。本文建立了一次进样可直接测定甲烷和非甲烷总烃的方法，该方法直接通过十通阀进样定量环，进样后甲烷与非甲烷烃类化合物彻底分离开来。

1 实验部分

1.1 方法原理

将已知量体积的空气样品收集在采样环上，随后被输送到十通阀上。随着载气的流动，样品被注射进分离柱。甲烷分子的移动速度最快，最先从色谱柱上解吸出来，并被载气带回检测器中由火焰离子化检测器检测。十通阀随后回到初始状态，非甲烷烃类被反吹到检测器中并被火焰离子化检测器检测。

1.2 仪器与设备

Echrom A90气相色谱仪，附火焰离子化检测器、十通阀;teco 2M 1/8填充柱;HV－3A静音无油空压机;ZA－1000零级空气发生器;20ml注射器，100ml注射器。

1.3 主要试剂

甲烷混合标准气:底气为空气，甲烷 (以碳计)浓度为10.48mg/m3，非甲烷 (以碳计)浓度为34.54mg/m3;高纯氢气;高纯氮气。

1.4 分析条件

色谱分析条件:柱温50℃;载气:高纯氮气;进样定量阀体积:1.0ml;阀切换时间:0.01秒打开，0.23秒关闭;辅助加热区1:温度100℃;辅助3:压力35psi以80psi/min升至60psi;辅助4:压力 40psi;柱流量:5ml/min;检测器:温度250℃;空气400ml/min;氢气50ml/min。

1.5 样品测定

用100ml针筒抽取100ml现场空气或废气，用乳胶帽封住管口，当天分析。将充有气体样品的注射器注入十通阀，运行分析程序。以保留时间定性，峰面积定量。

2 结果和讨论

2.1 校准曲线和检出限

用除烃空气将甲烷混合标准气逐级稀释得到标准系列进行测定，以保留时间定性，峰面积定量。以标准系列各点响应峰面积对浓度进行线性回归，得到响应线性方程，结果见表1。甲烷及非甲烷总烃标准的色谱图见图1。方法具有良好的线性，线性相关系数均达0.999以上。检出限按信噪比S/N=3∶1计算，甲烷为0.1mg/m3，总烃为0.04mg/m3。

表1 工作曲线各点浓度及色谱峰面积

表2 精密度试验

2.2 精密度

本方法选择两种浓度的标准气样进行精密度试验，两个样品重复进样7次，得到甲烷和非甲烷总烃的相对标准偏差，结果见表2。由表2可知，测定方法的精密度较好。

2.3 准确度

选用实际样品进行甲烷和非甲烷总烃加标回收率试验，结果见表3。由表3可见，分析方法回收率在95%以上。因此，该方法适合于空气中总烃及非甲烷总烃的测定。

表3 样品加标回收率

2.4 干扰及排除

在该色谱条件下测定甲烷时，氧气与其它峰分离，避免了常规方法中空气峰干扰测定。

2.5 讨论

本文建立了一种同时测定甲烷和非甲烷总烃的方法。方法检出限低，精密度良好，测定时间短，可消除双火焰离子化检测器因灵敏度的差异性引起误差。

［1］本书编委会．空气和废气监测分析方法第四版增补版［M］．北京:中国环境科学出版社，2002．

［2］潘金芳，赵一先，张大年．气相色谱法测定大气和废气中非甲烷总烃 ［J］．化工环保，1999，(3):155．

［3］HJ/T38－1999，固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法 ［S］.

［4］吕鸿，刘志娟，许峰，等.气相色谱仪灵敏度及检测限的测量不确定度评定 ［J］.化学分析计量，2010，19(1):15－18．

［5］吴爱梅.气相色谱仪测定结果的不确定度评定［J］．化学分析计量，2006，15(5):14－15．