应用双柱并联气相色谱仪检测非甲烷总烃的研究

孙光玲 王海瑜 唐俊岩

(1.山东唯真测试分析有限公司，山东 济南 250061;2.济南浩宏伟业检测技术有限公司，山东 济南 250061)

所谓非甲烷总烃(NMHC)，是指除甲烷以外，具有可挥发性的碳氢化合物的总烃，其主要成份是C2-C8的碳氢化合物。一般情况下，非甲烷总烃与煤炭、石油等燃料的燃烧和汽车尾气的排放有着直接的关系。所以在实际情况中，非甲烷总烃的成分十分复杂，所以在实际研究中常测定除甲烷以外的其它有机物质。非甲烷总烃在大气中的含量一般情况下是很低的，但是如果非甲烷总烃在大气中的浓度超过一定范围，会对人体健康有直接的危害。同时在一定条件下，非甲烷总烃通过日光的照射会产生光化学烟雾，对环境和人类带来很大的危害，因而是一种主要的大气污染物。根据国家《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)，在城市工业中现有污染源排放非甲烷总烃的监控浓度阀值为5.0mg/m3。

目前，测定在大气中以及工业废气中的非甲烷总烃有许多方法，但使用最为广泛的是用气相色谱法来测定非甲烷总烃。气相色谱法的主要原理是通过分别测定空气中总烃以及甲烷烃的含量，通过两者数值的相减得到非甲烷总烃的含量。目前，用气象色谱法测定非甲烷总烃主要有以下几种方法:l、加氧法测量总烃和非甲烷总烃的方法;2总烃和非甲烷总烃分次测量方法、;3、通过活性炭气相色谱法来测量非甲烷总烃以及本来要使用的方法-直接法测定大气中的非甲烷总烃。这些方法大部分都是通过气相色谱的方法分别测出总烃和甲烷的含量，两者之差即为NMHC的含量。但是，这些方法都存在着一些缺点，这些方法的分析时间较长，同时样品存放时间也相对较长。此外，这种方法需要分别测量出甲烷和总烃的含量，由于大气中的非甲烷总烃含量低，因色谱仪本身的测量而引起的误差也较大，同时由于实验步骤较为繁琐造成的人为误差也很大，这些方面就有可能导致分析结果产生误差。因为本文通过采用气袋采样-体自动进样器进样的方法来分析气体中非甲烷总烃，得到了比较满意的结果。经过实验得到的数据分析，这种方法操作简单，误差相对较小，可重复性较高，是一种比较快捷的测量方法。

一 试验部分

(1)方法原理

我们选用气袋来手机样品，通过自动进样器将样品自动进样，然后再通过气相色谱仪分别测定样品中的甲烷和总烃的含量，以总烃和甲烷的含量之差得非甲烷总烃含量。同时还要扣除总烃色谱峰中氧峰的存在所带来的干扰。

(2)仪器

1)带有双柱双氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(岛津GC2014型)。

2)ENTECH 7032-气体自动进样器。这种自动进样器包含了由1个16向34孔样品的选择阀、1个双向8孔的回路进样阀、1个lmL定量环及1个真空泵。在这个试验中，我们通过将样品分为两组，来避免分析高低不同浓度的样品时所带来的样品相互污染。

3)色谱柱。柱l为长2m、内径3 mm的不锈钢柱，内填60-80的目硅烷化玻璃微珠，用于测定总烃的含量。同样的柱2也是为长2 m、内径为3 mm的不锈钢柱，但是通过主内填料的不同(GDX-502(60-80目))，用来测定甲烷的含量。

4)医用20 m L、30 mL和100 mL的针头。

5)泰德拉气体采样袋(Tedlar bag)。

(3)实验步骤

首先，通过将气袋插人空气自动进样器进样口进行进样，并锁紧进样口卡口来确保样品没有泄露。通过启动气相色谱仪分析程序和空气自动进样器进样程序，自动记录色谱峰高和含量，最后计算出来非甲烷总烃的含量。

(4)试剂

1)甲烷、丙烷混合标气，甲烷浓度为10.7 mg/m3，丙烷浓度为32.0mg/m3，同时要以氮气为底气。

2)除烃净化空气。

3)纯度为99.999%的氮气。

(五)分析条件

柱温:60℃;气化室温度:120℃;检测室温度:150℃;载气流量:甲烷柱氮气流量15mL/min，总烃柱氮气流量25mL/min;氢气流量:50mL/min;空气流量:400mL/min;进样量:lmL;

进样时间:0.1 min;样品选择阀、进样阀、定量环及样品输送管设定温度:85℃。

二 结果与讨论

(1)样品进样时间的确定

进样时间通常取决于定量环体积及色谱仪载气的流量。一般情况下，定量环体积固定为lmL，所以载气流量就是甲烷柱:15 m L/min。同时，总烃柱为:25 mL/min，所以流量取15 mL/min进行计算，公式如下:

式中，T为进样时间，min;

C为定量环体积，mL;

V为载气流速，mL/min。

实际操作中，取0.1 min即可。

(2)本实验的精密度

本实验通过分别采用自动及手动进样的方法，对三种不同浓度的非甲烷总烃表样进行精密度试验，同时每种浓度进行8次平行试验，实验结果见表1。

表1 密度试验数据

由表1可以看出，采用自动进样法所得到的实验精密度都好于手动进样法，说明自动进样法能测量出更精确的熟知。

(3)方法的准确度

本实验选用注塑废气、油墨废气和汽车尾气再加上标准气进行试验，具体方法如下:首先测量样品气的浓度，取100 mL的样品气加到实验所需要的泰德拉气体采样袋中，再加入100 mL的标准气就可以测定混合气体的浓度，通过计算成质量求出加标的回收率，结果见表2。由表2可以看出本方法具有较高的准确度，得到了回收率高达98.01%-99.66%。

表2 样品加标回收率测定结果

三 结论

1.本文对气体自动进样器进样时间对分析的影响进行了一定的研究。

2.本方法检通过对4种性质不同的气体进行加标试验的研究，得到本方法具有较高的准确度，得到的回收率高达98.01%-99.66%。

3.与传统手动进样法相比，气袋采样-气体自动进样器的自动进样以及双柱气相色谱法对气体样品中非甲烷总烃的测量，说明本实验采用的方法具有操作简单，误差相对较小，可重复性较高的特点，是一种比较快捷的测量方法，值得推广使用。

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