非甲烷總烴測(cè)定中干擾問題的探究

劉佳岱 劉彥輝 賀雅萱

摘?要：針對(duì)非甲烷總烴檢測(cè)過程中結(jié)果準(zhǔn)確性的問題，結(jié)合環(huán)境檢測(cè)工作的實(shí)際情況，應(yīng)用雙柱單FID檢測(cè)器氣相色譜法，探討其他氣態(tài)污染物對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SO2、NOx（NO、NO2）均在總烴峰處出峰，使樣品在非甲烷總烴檢測(cè)過程中產(chǎn)生正干擾。

關(guān)鍵詞：非甲烷總烴;總烴;甲烷?SO2;NOx;干擾

非甲烷總烴（NMHC）指從總烴中扣除甲烷以后其他氣態(tài)有機(jī)化合物的總和[1]。一般環(huán)境空氣中NMHC的含量不高，但近些年隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，大量廢氣排入環(huán)境空氣中，使得NMHC成為很多國(guó)家環(huán)境大氣的主要污染物。有數(shù)據(jù)表明，大氣中NMHC濃度超過一定范圍，會(huì)直接影響人體健康，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，危害極大[2]。

目前測(cè)定NMHC的方法主要有雙柱雙氫火焰氣相色譜法以及雙柱單FID氣相色譜法，考慮實(shí)際工作情況及氣態(tài)污染物樣品中共存的常規(guī)污染物，按HJ?604-2017用雙柱單FID氣相色譜法，選擇SO2、NOx對(duì)檢測(cè)分析工作中干擾問題進(jìn)行試驗(yàn)。

1?實(shí)驗(yàn)部分

1.1?儀器配置及標(biāo)準(zhǔn)氣體

Agilent?7820A氣相色譜儀，配有雙柱單FID檢測(cè)器、十通閥和1.0mL定量環(huán)。總烴柱為不銹鋼硅烷化玻璃微球填充柱（1m×2mm），甲烷柱為不銹鋼GDX-104擔(dān)體填充柱（3m×2mm）。標(biāo)準(zhǔn)氣體購(gòu)自保定華威，以氮?dú)庾霰镜祝渲谐裏N空氣為20.9%?O2-N2，甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為4.48×10-6、10.1×10-6?mol/mol?CH4-N2，二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為108×10-6?mol/mol?SO2-N2，一氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為205×10-6?mol/mol?NO-N2，二氧化氮標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為106×10-6?mol/mol?NO2-N2。

1.2?色譜條件

檢測(cè)器溫度250℃，氫氣、空氣、尾吹氣流量分別為40、300、20?mL/min，采用恒壓模式，總烴柱5psi，甲烷柱8psi，閥箱溫度80℃，柱箱溫度60℃，保持2.0min。

1.3?校準(zhǔn)曲線

甲烷校準(zhǔn)曲線用4.48×10-6、10.1×10-6?mol/mol甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體以氮?dú)庀♂專荻纫姳?，曲線及相關(guān)系數(shù)見圖1。

1.4?二氧化硫、氮氧化物干擾

在氣相色譜儀的氫火焰離子化檢測(cè)器FID上有響應(yīng)的氣態(tài)有機(jī)化合物的總和即總烴。用濃度分別為108×10-6?mol/mol?SO2-N2、205×10-6?mol/mol?NO-N2、106×10-6?mol/mol?NO2-N2的SO2、NO、NO2標(biāo)準(zhǔn)氣體在非甲烷總烴校準(zhǔn)曲線做檢測(cè)，其中SO2在甲烷、總烴處都有出峰（色譜圖見圖2），NO（色譜圖見圖3）、NO2（色譜圖見圖4）均只在總烴處出峰，代入線性公式計(jì)算為甲烷、總烴濃度見表2。由于SO2、NO、NO2等氣體在總烴柱上的響應(yīng)，所以會(huì)對(duì)非甲烷總烴的測(cè)定產(chǎn)生干擾。

2?結(jié)果與討論

2.1?校準(zhǔn)曲線有效性

除烴空氣（氧峰）總烴含量為0.196?mg/m-3（以甲烷計(jì)），如圖4。用濃度為3.2?mg/m-3（不確定度2.5%，以甲烷計(jì)）的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)校準(zhǔn)曲線做單點(diǎn)校核，結(jié)果為3.21?mg/m-3如圖5，符合HJ?604-2017標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2?無(wú)機(jī)化合物對(duì)非甲烷總烴測(cè)定的干擾

氣相色譜法的定性是依靠在實(shí)驗(yàn)條件不變時(shí)，被測(cè)定組分的保留時(shí)間作為定性指標(biāo)，如被測(cè)組分的保留時(shí)間與統(tǒng)一條件下標(biāo)準(zhǔn)樣品的保留時(shí)間相同，則認(rèn)為組分是該物質(zhì)。測(cè)定非甲烷總烴時(shí)，所使用的總烴柱（玻璃微珠柱）沒有固定相，故凡能在FID檢測(cè)器產(chǎn)生信號(hào)的均被認(rèn)為是總烴的響應(yīng)[3]。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，濃度108×10-6?mol/mol的SO2對(duì)總烴的貢獻(xiàn)為1.38?mg/m-3，對(duì)甲烷的貢獻(xiàn)為0.212?mg/m-3，使NMHC濃度增大0.168?mg/m-3;205×10-6?mol/mol的NO使NMHC濃度增大0.274?mg/m-3;106×10-6?mol/mol的NO2使NMHC濃度增大0.089?mg/m-3。

3?結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，SO2、NO、NO2會(huì)對(duì)非甲烷總烴的測(cè)定產(chǎn)生正干擾，在測(cè)定過程中要考慮其測(cè)定結(jié)果的合理性，同時(shí)，對(duì)于含硫、氮、氧等無(wú)機(jī)化合物的干擾問題也要引起檢測(cè)人員的警惕。

參考文獻(xiàn)：

[1]HJ?604-2017環(huán)境空氣?總烴、甲烷和非甲烷總烴的測(cè)定?直接進(jìn)樣-氣相色譜法[S].

[2]陳軍，樂小亮，何娟.非甲烷總烴測(cè)定中若干問題的研究[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013，29（05）-01-03：129-131.

[3]常淼，宋程，劉保獻(xiàn)，等.雙通道雙毛細(xì)管柱測(cè)定非甲烷總烴分析方法探究[J].環(huán)境化學(xué)，2015（346）：1223-1226.