氣相色譜離子遷移譜聯用法測定空氣和廢氣中的二甲胺

李大偉，熊 杰，張 濤，郭祥飛

（1.珠海市西部生態環境監測中心，廣東珠海 519000；2.國家環境保護區域空氣質量監測重點實驗室，廣東廣州 510308；3.廣州鋆達科技有限公司，廣東廣州 510308）

惡臭污染物是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環境的氣體物質。可以使人呼吸不暢、惡心、頭昏腦脹，濃度高時，甚至把人熏倒。惡臭氣體中的惡臭物質大都具有臭味、易揮發、治理困難等特點[1]，并可能含有多種有毒有害物質，從而可能對人類健康及環境可持續發展造成嚴重影響。是典型的廢氣擾民污染，也是當前投訴的焦點。目前，惡臭物檢測手段主要有三點式嗅袋法、分光光度法、氣相色譜法、氣相色譜-質譜（GC-MS）、氣相色譜離子遷移譜聯用儀（GCIMS）[2]法和電子鼻法[3]等。

隨著珠海涉VOCs排放企業的不斷增加，其中以氨綸生產企業周邊惡臭投訴較為明顯。二甲胺作為氨綸生產過程中的排放廢物，分布在企業生產工藝的各個流程，成為影響周邊居民生活健康的污染源。現有的二甲胺檢測方法主要有氣相色譜-質譜法[4]、離子色譜法[5]、分光光度法[6]、衍生高效液相色譜法[7]等，對于廢氣中的二甲胺的測定主要是趙小敏等結合美國NIOSH方法建立的氣相色譜法，方法的檢出限為0.5mg/m3，用含硫酸0.1mol/L的水溶液作吸收液對二甲胺廢氣進行吸收采樣，然后回實驗室分析；但上述方法存在分析周期長，且樣本采集前處理比較麻煩等特點，完成一個樣本的采樣及分析需要一天的時間。

本研究采用氣相色譜離子遷移譜聯用儀直接進樣的方式對環境空氣及廢氣進行測試，測定企業廢氣及周邊環境空氣中的DMA（含氮化合物）。該方法的建立，可以有效地解決惡臭物質檢測時間慢的問題。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

氣相色譜離子遷移譜聯用儀（GC-IMS）

1.2 儀器和試劑

1.2.1 檢測條件

GC：色譜柱類型為WAX，長15m，內徑0.53mm，膜厚1μm；柱溫為70℃（恒溫模式）

載氣為N2，0-2min：5mL/min，2~10min，線性上升至100mL/min；IMS：電離源：氚源（3H），

溫度45℃；漂移氣N2，150mL/min；正離子模式；六通閥：70℃；定量環：1ml

1.2.2 試劑及材料

二甲胺標液標氣（200×10-6），高純氮氣（99.999%），Tedlar氣袋，Teflon氣袋，聚酯氣袋，配氣儀，C4-C9的n-Ketones（正丁酮-正壬酮）混合液（校正保留指數）

1.3 樣本采集

選取企業的生產車間工藝廢氣排口及其廠界四周進行有組織廢氣監測。

排氣筒采集參考GB/T 16157-1996，無組織氣體參考HJ/T 55—2000的標準方法進行。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的配置

用動態配氣儀配置出不同濃度的DMA氣體直接進入氣相色譜離子遷移譜聯用儀，二甲胺在氣相色譜離子遷移譜中存在兩組信號特征，分別是二甲胺單體（DMA-M）和二甲胺二聚體（DMA-D）。

通過對不同濃度的譜圖進行疊加，如圖1所示，DMA-M隨著濃的增加在低濃度區間呈線性，但是超過一定濃度后，DMA-M信號變得飽和，DMA-D則依然表現出比較好的信號增長，這主要是由于DMA-M和DMA-D處于動態平衡，這種平衡狀態下的曲線更符合玻爾茲曼方程。因此本研究標準曲線的繪制采用DMA-D的信號作為檢測依據，來建立標準曲線。

圖1 不同濃度DMA氣相色譜離子遷移譜圖峰值疊加圖

2.2 標準曲線的建立

DMA用動態配氣儀配置出不同濃度。每個點重復測定7次。建立的標準曲線如圖2所示，當儀器信噪比為3時，檢出限是基線噪音6mV的3倍。試驗結果表明：GC-IMS離子遷移譜法分析大氣中二甲胺的檢出限是0.008mg/m3。

圖2 DMA氣相色譜離子遷移譜標準曲線

2.3 加標回收

用動態配氣儀將DMA標氣和空白干燥空氣配置出不同濃度，沖入氣袋，后直接進樣，4次的測定結果平均值見表1。GC-IMS測定標準物質二甲胺的重復性RSD≤8.07%，加標回收率在100.5%-106%之間，可以實現對實際樣本的準確測定。

表1 DMA加標回收結果

2.4 實際樣本的測定

在氨綸生產企業的生產車間工藝廢氣排口及其廠界四周進行有組織廢氣監測，結果如表二所示，在企業的周邊明顯檢測到DMA的數據，且企業排放口的數據高達1.406×10-6，是重要的惡臭污染源（表2）。

表2 實際樣本測定結果

3 結束語

本研究成功建立了一種快速直接測定環境空氣及廢氣中DMA的監測方法，該方法靈密度高，準確度好，相對于之前文獻報道的各種方法，可以大大減少檢測時間，可以現場直接檢測出具結果，該機器體積小，用氣量少，在適當的情況下可以進行環境空氣的在線監測。