双六通阀间隔进样气相色谱法测定非甲烷总烃

摘 要：通过采用三通连接两个具有1.0mL定量环的六通阀，以双柱单FID检测器的气相色谱仪对环境中的非甲烷总烃进行测定。总烃的浓度扣除甲烷浓度和氧的干扰，即可得到非甲烷总烃的浓度，可以实现当次分析样品，得到包含总烃、甲烷的图谱，完成总烃、甲烷、非甲烷总烃浓度的测定。当进样体积为1.0mL时，总烃的检出限为：1.6×10-2mg/m3，甲烷的检出限为：1.3×10-2mg/m3。本分析方法采用单FID检测器，单次注射样品，消除多次注射样品和双FID检测器因灵敏度差异引起的误差；同时，改进没有使用十通阀等复杂且并不常用的配件，充分利用了实验室现有的仪器条件，适合条件类似的实验室进行改进。

关键词：气相色谱法；非甲烷总烃；间隔进样；具定量环六通阀

非甲烷总烃（NMHC）通常指除甲烷以外的所有可挥发性的碳氢化合物（其中主要是C2～C8）[1][2]，文章采用气相色谱法，以氮气为载气，由三通连接双填充柱单FID检测器，测定总烃和甲烷的含量，由于实际样品中存在氧产生的干扰，因此总烃扣除甲烷和氧的干扰即为非甲烷总烃的含量。

1 实验部分

1.1 方法原理

两个具有1.0mL定量环六通阀的进样口通过三通连接，六通阀出气口同样用三通连接并接入水封（以减少气体的扩散损失），两根色谱柱的尾端同样用三通连接并接入FID检测器，根据样品在两根色谱柱出峰时间的不同，总烃柱出峰时间快而且只有单一样品峰，甲烷柱出峰时间较慢而且会分离样品，因此可以通过间隔切换六通阀，当次样品分析等到总烃、甲烷，并计算出非甲烷总烃。

1.2 仪器及耗材

仪器：GC9790II 型气相色谱仪，浙江福立分析仪器有限公司；配备两个具有1.0mL定量环的六通阀及FID检测器。HGH-300E氢气发生器、HGA-2L空气发生器，北京汇龙昌海科贸有限公司。100 mL 全玻璃注射器，配胶塞以密封采样口。

色谱柱：总烃柱（3mm×2m）玻璃微珠（80～100目）不锈钢柱；甲烷柱（3mm×2m）GDX-502（60～80目）不锈钢柱。

实验气体：甲烷标准气体：以N2为平衡气，浓度为10μmol/mol（V/V）；除烃空气：以N2为平衡气，O2含量21.0%；均购自佛山市科的气体化工有限公司。高纯氮气（99.999%）购自东莞市特气有限公司，氢气、空气通过气体发生器产生，并经过净化处理。

1.3 仪器条件

色谱条件：柱箱温度：80℃，进样器温度：120℃，检测器温度：120℃；氮气：0.12MPa（总烃柱），0.12MPa（甲烷柱）；氢气：30mL/min，空气：300mL/min，进样量：1.0mL。

2 实验分析

2.1 标准曲线配置及测定

标准系列的配制：用100mL玻璃注射器抽取适量甲烷标准气体，用高纯氮气稀释配制成5个浓度的标准系列（1、2、4、6、10μmol/mol，浓度以甲烷计为：0.714、1.43、2.86、4.23、7.14mg/m3），由于甲烷气体在注射器中长时间放置存在扩散损失，标准系列需要现配现做。

标准系列的测定：在1.3色谱条件下，待仪器稳定后，将注射器连接至三通进样口，注入足量的气体，通过定量环定量1.0mL气体进入色谱仪，先切换连接总烃柱的六通阀并记录数据，30秒后（时间间隔根据总烃出峰时间确定）切换甲烷柱的六通阀；由低浓度到高浓度依次进样，每个浓度重复进样三次得到其响应值；以峰面积平均值（μV·s）为纵坐标；质量浓度（mg/m3）为横坐标，绘制总烃和甲烷的标准曲线，分析数据及图谱分别见表1-表3，图1-图2。

2.2 检出限

用低浓度样品，进行7次重复测量，得到以下结果，见表4。

按检出限MDL=t（n-1，0.99）×S[3]，进行计算，则总烃的检出限为：0.016

mg/m3，甲烷的检出限为：0.013mg/m3。

2.3 精密度

选择两种浓度的气体样品进行精密度试验，每个样品重复测量6次，得到总烃、甲烷和非甲烷总烃的相对标准偏差，结果见表5。

由表5可知，测定方法的精密度较好。

3 结束语

通过改进的气相色谱仪，采用双柱单FID检测器，并对双六通阀设置合理的进样时间间隔，实现了用注射器单次注射样品，便可在同一分析图谱上得到总烃、甲烷、丙烷等组分的分析结果，很方便计算出非甲烷总烃；方法检出限低，精密度好，测定时间短，可消除多次注射样品和双FID检测器因灵敏度的差异性引起误差；同时本次改进没有使用十通阀等复杂且并不十分通用的设备，充分利用了实验室现有的仪器条件，适合条件类似的实验室进行改进。

参考文献

[1]HJ/T 38-1999.固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法[S].

[2]国家环保总局 空气和废气监测分析方法 编委会.空气和废气监测分析方法（第四版增补版）[M].北京：中国環境科学出版社，2007：587-589.

[3]HJ 168-2010.环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].

作者简介：宾金华（1987-），男，汉族，广西玉林人，本科学历，2010年7月毕业于中山大学，水文与水资源工程专业。就职于东莞市国华检测技术有限公司，实验室经理，主要从事环境检测工作。