氣相色譜法直接進樣測定工業廢氣中的苯乙烯

肖學喜，何桂英，舒爭

（寧波北侖環境保護監測站，浙江寧波 315800）

氣相色譜法直接進樣測定工業廢氣中的苯乙烯

肖學喜，何桂英，舒爭

（寧波北侖環境保護監測站，浙江寧波 315800）

建立了直接進樣測定工業廢氣中苯乙烯的氣相色譜法。工業廢氣樣品通過氣體進樣閥進入氣相色譜儀中進行分離和檢測，采用0.25 mL氣體進樣閥時，方法的檢出限為1.4 mg／m3，苯乙烯含量在3.19～51.0 mg／m3時，測定結果的相對標準偏差為2.19%～4.50%（n=5），與行業標準HJ 583–2010，HJ 584–2010相比，該方法操作簡便、快速，適合工業廢氣中苯乙烯的快速測定。

氣相色譜法；直接進樣；苯乙烯含量；工業廢氣

苯乙烯是苯系物的一種［1］，具有煤氣臭味，它既是化學工業的重要原料，又是污染大氣和水、制造惡臭的元兇之一［2］。自然環境中原本不存在苯乙烯，自然界中發現的苯乙烯均源于人類的生產活動，主要是通過石油化工、聚苯乙烯制造與加工、塑料生產和人造橡膠等工業活動所產生的廢水和廢氣進入水環境和大氣環境。為了在發展經濟的同時保護我們的生活環境，GB 14554–1993［3］對苯乙烯的排放限值作出了規定。

作為GB 14554–1993中規定的8種惡臭污染物之一，苯乙烯的嗅閾值為0.017 mg／L，在水中的嗅閾值范圍為0.02～2.6 mg／L，而當溫度升至60℃時其嗅閾值則降為0.003 6 mg／L［2］。由于惡臭刺激人們的嗅覺器官，特別容易引起人們的反感，近年來人們對惡臭投訴的比例也越來越高，已成為當今世界的一個重要環境問題。作為惡臭的重要污染源之一，苯乙烯生產和加工行業所排放的工業廢水、廢氣中的苯乙烯含量是重點環境監測項目。目前分析工業廢氣中苯乙烯含量的常用方法主要有氣相色譜法［4–7］、氣相色譜 –質譜法［1］等。文獻［5］用活性炭采樣管富集采樣、苯乙烯經二硫化碳解吸萃取后進入色譜儀分析；文獻［4］用Tenax–GC采樣管富集采樣、苯乙烯經加熱脫附后進入色譜儀分析。以上兩種方法均涉及樣品的富集和解吸等預處理步驟，操作相對繁瑣，且文獻［5］還需用到二硫化碳等有毒、易燃的有機試劑；而氣相色譜–質譜法則需要較高的儀器成本投入，且不適合苯乙烯含量較高的樣品測定。筆者使用氣相色譜儀、進樣閥直接進樣測定工業廢氣中的苯乙烯含量，該法操作簡便、快速，重現性較好，檢出限較低。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 6890N型，帶有FID檢測器、0.25 mL進樣閥，美國安捷倫科技有限公司；

苯系物標準氣體：苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、異丙苯、苯乙烯濃度分別為36.5，43.2，50.6，49.7，49.7，50.6，49.5，51.0 mg／m3，批 號743071，大連大特氣體有限公司；

氮氣：純度不小于99.999%；

氣袋：容量分別為1 L，3 L；

注射器：100 mL。

1.2 苯系物標準氣體的配制

取適量的苯系物標準氣體，用高純氮氣稀釋配制成不同濃度的苯系物標準工作氣體。

1.3 氣相色譜條件

色譜柱：Innowax（19091N–113）柱（30 m× 0.32 mm，0.25 μm）；進樣口溫度：150℃；檢測器溫度：250℃；柱溫：50℃，恒定15 min；載氣：氮氣，柱流量1.9 mL／min，線速度34 cm／s；進樣口恒壓：62 kPa（9.0 Psi）；進樣模式：不分流進樣；檢測器中燃氣（氫氣）、助燃氣（空氣）、補充氣（氮氣）的流量分別為35，350，30 mL／min。

1.4 樣品測定

按1.3設置氣相色譜條件，待條件穩定后，將樣品通過氣體進樣閥引入氣相色譜儀進行分析。

2 結果與討論

2.1 色譜圖

在1.3氣相色譜條件下，苯系物標準氣體色譜圖如圖1所示。從圖1可以看出，苯系物中苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、異丙苯等對苯乙烯的測定均無干擾。

圖1 苯乙烯色譜圖

2.2 線性方程

按1.4樣品測定方法分析苯系物標準工作氣體，以苯乙烯在FID檢測器上的響應值A（色譜峰面積）對苯乙烯濃度c（mg／m3）進行線性擬合，得線性回歸方程為A=0.311 6c+0.225 3，線性相關系數為0.999 7。

2.3 方法的檢出限

按1.4樣品測定方法分析苯乙烯濃度c為3.2 mg／m3的苯系物標準工作氣體，利用Agilent化學工作站軟件求得苯乙烯峰附近的信噪比為4.6，按照信噪比為2的原則確定檢出限為1.4 mg／m3。

2.4 可靠性試驗

測定不同濃度的苯系物標準氣體，測定結果列于表1。選擇95%置信度，查t分布表得t=2.776 4，表1中各組測定｜t｜值均小于2.776 4，表明測定結果與標準樣品的濃度無顯著性差異［8］。

表1 標準氣體測定結果（n=5）

2.5 樣品測定

取寧波北侖某企業工業廢氣樣品，按實驗方法進行測定，測定結果見表2。由表2可知，直接進樣法測定結果與熱解吸法（HJ 583–2010）、溶劑解吸法（HJ 584–2010）測定結果基本吻合，樣品濃度在4.24～46.9 mg／m3之間時，相對偏差為2.2%～4.0%。3 結語

表2 工業廢氣樣品測定結果（n=5）

與 HJ 583–2010和 HJ 584–2010相比，本方法無須進行樣品的富集、解吸等步驟，操作簡便、快速，分析精密度和準確度較高。盡管本方法的檢出限高于HJ 583–2010及HJ 584–2010，但完全能夠滿足苯乙烯含量高于本方法檢出限的工業廢氣的分析要求，特別適合工業廢氣中苯乙烯含量的快速分析。

［1］魏復盛，滕恩江，池靖，等.空氣和廢氣監測分析方法［M］.4版.北京：中國環境科學出版社，2003: 572，597.

［2］沈培明，陳正夫，張東平，等.惡臭的評價與分析［M］.北京：化學工業出版社，2005: 335.

［3］GB 14554–1993 惡臭污染物排放標準［S］.

［4］HJ 583–2010 環境空氣苯系物的測定 固體吸附／熱脫附–氣相色譜法［S］.

［5］HJ 584–2010 環境空氣苯系物的測定 活性炭吸附／二硫化碳解吸–氣相色譜法［S］.

［6］林洪，胡平，吳獻花，等.苯乙烯的快速氣相色譜測定［J］.玉溪師范學院學報，2005，21(3): 17–18.

［7］職克利.常溫捕集–熱解析–氣相色譜法測定空氣中苯系物含量的討論［J］.河南化工，2006，23(5): 40–41.

［8］劉劍平，陸元鴻.概率論與數理統計方法［M］.上海：華東理工大學出版社，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

聯系人：肖學喜；E-mail: xxuexi@sohu.com

2012–07–06