為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》,防治生態(tài)環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境質量,針對固定污染源廢氣國內制定了廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴,苯系物,揮發(fā)性鹵代烴等指標的測定方法及標準。
固定污染源廢氣中總烴、甲烷、非甲烷總烴測定采用HJ 38-2017 《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》;苯系物采用HJ 1261—2022《固定污染源廢氣 苯系物的測定 氣袋采樣/直接進樣-氣相色譜法》;揮發(fā)性鹵代烴采用HJ 1006-2018《固定污染源廢氣揮發(fā)性鹵代烴的測定氣袋采樣-氣相色譜法》
賽默飛Trace1600系列色譜儀獨特的模塊化即時連接進樣口、檢測器及性能強大的閥箱系統(tǒng),以其優(yōu)越的靈活性和穩(wěn)定性,將固定污染源廢氣中非甲烷總烴,揮發(fā)性鹵代烴,苯系物測定等三個分析需求整合到一臺氣相色譜儀上,極大地節(jié)約實驗室運行成本、提高檢測效率。儀器配置如下圖:
(點擊查看大圖)
(一)
廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴測定
針對非甲烷總烴檢測(NMHC),采用十通閥雙定量環(huán),平行雙色譜柱匯合到單FID檢測器方案,經(jīng)濟實用。配置變色龍軟件,提供靈活的報告模板,可以通過編輯公式計算得到非甲烷總烴的質量濃度(以甲烷或以碳計,mg/m3)。最大程度的簡化工作,方便用戶日常分析操作。
根據(jù)環(huán)境保護標準HJ 38-2017 《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》要求,由低濃度到高濃度依次通過定量環(huán)取1 mL氣體樣品注入氣相色譜儀,分別測定總烴、甲烷。
色譜條件:
進樣量:1mL
閥箱溫度:80℃
色譜柱1:Porapak Q 1/8"×2m
色譜柱2:Glass Bead 1/8"×1m
檢測器溫度:250℃
1
高濃度NMHC的5個濃度點依次為50, 100, 200, 400, 800 μmol/mol。
高濃度非甲烷總烴標氣色譜圖如圖1:
圖1:高濃度總烴及甲烷5個濃度點疊加譜圖
高濃度總烴校準曲線,線性相關系數(shù)R^2=0.9999
高濃度甲烷校準曲線,線性相關系數(shù)R^2=0.9999
2
低濃度NMHC的5個濃度點依次為1, 2, 4, 8, 16 μmol/mol。
低濃度非甲烷總烴標氣色譜圖如圖2:
圖2:低濃度總烴及甲烷5個濃度點疊加譜圖
低濃度總烴校準曲線,線性相關系數(shù)R^2=0.9999
低濃度甲烷校準曲線,線性相關系數(shù)R^2=0.9999
從實驗結果可以得出結論,單檢測器非甲烷總烴檢測方案具有良好的靈敏度和線性,適用濃度范圍廣,完全可以滿足固定污染源和環(huán)境空氣非甲烷總烴檢測需求。
(二)
廢氣中苯系物測定
根據(jù)HJ 1261-2022《固定污染源廢氣 苯系物的測定 氣袋采樣/直接進樣-氣相色譜法》,需要檢測的苯系物包括:苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、異丙苯、鄰二甲苯、苯乙烯八種物質。方法檢出限為0.2 mg/m3~0.6 mg/m3,測定下限為0.8 mg/m3~2.4 mg/m3
采用氣袋直接進樣即可滿足檢出限要求。配置用六通進樣閥接分流/不分流進樣口,接TG-WAX色譜柱,F(xiàn)ID檢出,可以通過變色龍軟件的定制化報告轉換為mg/m3。
色譜條件:
進樣量:1mL
進樣口溫度:200℃
分流比:2:1
色譜柱: TG-WAXMS GC Column 30m x 0.32mm x 1μm
柱流速:3mL/min
FID檢測器溫度:240℃
15 µmol/mol苯系物標準氣體譜圖如圖3:
圖3:15 µmol/mol苯系物標準氣體譜圖
1-苯;2-甲苯;3-乙苯;4-對二甲苯;5-間二甲苯;6-異丙苯;7-鄰二甲苯;8-苯乙烯
連續(xù)6次進樣各組分相對標準偏差RSD在0.97%-2.09%之間。通過信噪比計算,苯的三倍噪音檢出限為0.18 mg/m3。實驗結果表明本方案可以滿足固定污染源廢氣中苯系物的測定需求。
(三)
廢氣中揮發(fā)性鹵代烴測定
根據(jù)HJ 1006-2018《固定污染源廢氣揮發(fā)性鹵代烴的測定氣袋采樣-氣相色譜法》,該方案采用氣袋六通氣體進樣閥直接進樣,進樣體積為1ml,目標組分經(jīng)過色譜柱分離后,進入ECD檢測器檢測。目標組分包括氯甲烷,氯乙烯,溴甲烷,溴乙烷,氯丙烯,二氯甲烷,氯丁二烯,三氯甲烷,四氯化碳,1,2-二氯乙烷,三氯乙烯,1,2-二氯丙烷,環(huán)氧氯丙烷,四氯乙烯等14種揮發(fā)性鹵代烴??梢酝ㄟ^變色龍軟件的定制化報告轉換為mg/m3。
色譜條件:
進樣量:1mL
進樣口溫度:150℃
分流比:40:1
色譜柱: TG-624 GC Column 30m x 0.25mm x 1.4μm
柱流速:1.5mL/min
ECD參數(shù):溫度:300℃; 脈沖幅度:30V; 脈沖寬度:0.8 µs;參比電流:0.5nA;尾吹:15 ml/min
揮發(fā)性鹵代烴標準氣體譜圖如圖4:
圖4 14種揮發(fā)性鹵代烴標準色譜圖
通過標氣稀釋儀對標準氣體進行稀釋,稀釋后的標氣從低到高依次分析,建立標準曲線。各濃度點標氣色譜圖疊加見圖5;各組分線性相關系數(shù)均大于0.99;通過信噪比計算,各組分檢出限和測定下限均滿足標準要求。
圖5 不同濃度點色譜圖疊加
總結
賽默飛Trace1600氣相色譜儀以其出色的靈活性和穩(wěn)定性,可以在一臺GC上同時搭載多個應用方法,并可以隨時更換不同類型進樣口、檢測器,滿足實驗室多任務分析需求,為用戶提高效率、節(jié)約成本,提供切實可行的方案。
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