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关于改进非甲烷总烃测定方法的探讨
  • 发布日期:2019/2/15 0:00:00     信息来源:《资源节约与环保》      浏览次数:1011
    • 摘要:本文以广东地区为例,通过对双柱检测气色相色谱法以及除烃净化空气测定空白值的方法,对广东地区的非甲烷总烃的含量进行了测定。依据测定的结果对非甲烷总烃测定方法在使用过程中存在的缺陷和不足进行了分析和探讨。

       

      引言

      非甲烷总烃简称为NMHC,它是不包含甲烷的碳氢化合物的总称。在一定的测定环境下,对于NMHC 的测定指的是对于气相色谱火焰离子化检测器能够产生显著反映的碳氢化合物的总量。从NMHC的总类来看,NMHC中成分含量最大的是萜烯类化合物,其含量达到了NMHC 总量的百分之六十五。萜烯类化合物中最主要的成分为异戊二烯和单萜烯,这两种物质的产生主要是由于城市中光化学反应而生产的光化学氧化剂以及气溶胶粒子造成的,这两种具有较强的毒性,对于人类的日常生活造成严重的影响。
       

      1 NMHC 含量测定实验分析

      1.1 实验所用试剂与仪器

      本次实验所用仪器为岛津GC 一14C 气相色谱仪、双填充色谱柱、双FID 检测器以及两个六通阀和并带1.0mL 定量环。本次实验所用的色谱柱1 的规格为GDX 一502 柱(30m×0.53m×40m),色谱柱内填充的材料为60 一80 目的GDX 一502 担体。其可以对甲烷含量进行测定。用于测定甲烷的含量;色谱柱2 试验中色谱柱2 的规格和材料为不锈钢玻璃微球柱(30m×0.53m),其可以对样本中的总烃含量进行测定测定。本次实验所用的甲烷气体采购于上海,氮气为甲烷气体的本底。试验中,甲烷气体的浓度为1:10×10-5。甲烷标准气体浓度为2:7.8×10-6。试验中所用氮气浓度必须大于99.999%,所用氢气纯度必须大于99.999%,所用助燃气纯度必须大于99.999%。

      1.2 本次实验所用的实验方法

      本次所用的十几个样本分别采集于伊犁地区的伊宁市、伊宁、霍城县、查布查尔县等县市,气体的采样在每天不同的时段进行。采集气体之后,通过六通阀对气体进行定量,定量的对象分别为气体中甲烷的含量,以及总烃的含量。在气体定量完成之后,用总烃的总含量减去甲烷的含量即是非甲烷烃的含量。本次实验中将氮气坐位底气,空气氧峰包含于样品总烃之中。在色谱条件不变的情况下,样品气体中的氧气含量一般不发生变化。

      1.3 本次实验的条件分析

      实验的色谱条件见表1。

      表1
      条件 参数
      色谱柱温 50℃
      气化室温度 120℃
      检测室温度 130℃
      六通阀定量 1.0mL
      载气流量(总烃柱) 40mL/min
      载气流量(甲烷柱) 20mL/min
      氢气流量 40mL/min
      空气流量 400mL/min











       

       


       

      1.4 非甲烷总烃测定过程中检出限的测定   通过仪器噪音的3倍进行计算,以CH进行剂量,最终检出结果为以仪器噪音的3 倍计算,以CH计,得到方法检出限为4×10-2mg/m3。
       

        2 色谱检测条件优化的策略分析

      2.1 对测定过程中的干扰峰的处理分析

      在对NMHC进行测定的过程中,如果测定的样本成分较为复杂,会有杂峰出现在所测定化合物的前面或者后面,再加上对实验结果进行分析的过程中柱子的温度不能够到达相关的要求,导致杂峰现象更为严重,对实验中的定性和定量工作造成严重的影响。一般来讲在对NMHC进行测定的过程中,所用时间较短,很多高沸点的成分却能够长时间的存在于甲烷柱中,进一步导致杂峰的出现。

      面对杂峰对于试验结果的干扰,通过缩短柱温温度提高的时间的方式,能够对杂峰的干扰进行有效的消除。除此之外,也可以在检测完一部分样品之后,对色谱柱与检测器接口进行断开,在此基础上对色谱柱进行程序升温老化处理。除此之外,在实际的实验过程中,由于一些颗粒物的存在,导致总烃峰的前后会出现杂峰,对于这一现象,可以通过在样品进入口安置玻璃棉的方式对颗粒物进行过滤。

      2.2 实验检测NMHC 值为负的情况分析

      通过实验可以发现,如果将HJ/T38—1999 与HJ604—2011l5 的总烃值流量设置成相同的值,一旦NMHC 的浓度低于一定的标准时,NMHC 的检测值就会出现负数。从整体上来看,实验过程中所用到的氢火焰离子化检测器检测总烃的敏感度弱于甲烷,因此,在对总烃进行测定的过程中往往会在同一保留时间内出现峰值,在这种情况下一方面要对FID 进行清洗,另一方面要提升仪器检查的频率。

        3 实验结果分析

      3.1 季节不同对于测定的结果具有明显的影响

      本次实验耗时两年之久,对NMHC 进行测定,结果发现,夏季和冬季NMHC 的检测结果有明显的不同。

      从上图NMHC 检测的浓度对比可以发现,在十二月、一月以及二月期间,NMHC 的浓度含量最高,在五月、六月以及七月期间,NMHC 的浓度则最低。造成夏季和冬季NMHC 的含量差异显著的原因是是由于北方冬季的温度较低,污染物在温度较低的环境下通常滞留在大气的低层,在夏季,气温较高,大气流动的速率较快,污染物在大气中容易快速的被稀释,因此在这一时期测定的污染物含量较低。正是由于这一原因导致不同季节NMHC 测定的含量差异较大。

      3.2 一天内不同时间对NMHC 测定时间的差异分析

      实验表明,一天内不同时间段内对NMHC 进行测定,测定结果含量存在差异。

      由上表可以明显看出,在每天10:00 左右测定的NMHC的含量最高,在每天14:00 时段左右测定的NMHC 的含量最低。造成这一差异的原因,是由于早上10:00 左右,处于城市上班的早高峰时段,这一时段机动车流动量较大,导致温度较高,大气辐射逆温层逐渐稀薄。相反,下午14:00 左右,大气中温差较小,因此大气对于污染物的稀释能力相应增强,因此此时测定的NMHC 浓度较低。

        结语

      对NMHC进行测定的方法有很多,但是通过双柱双FID检测器气相色谱法的方式对NMHC进行测定,具有灵敏度高、操作简便的优点,因此具备较高的实用价值。但是在实际的实验过程中,由于这种方法收到选择不合理以及空气样品成分复杂等因素的影响,造成实验结果存在一定的偏差。因此在今后的实验过程中,应该结合实验的实际条件和实验需求,对测定方法进行适当的调整,从而提升测试的准确度。

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