劉振方

[摘要] 該實(shí)驗(yàn)方法將采用高分子聚合物固定相GDX102、2.5 m玻璃柱、FID檢測器作為氣相色譜法測定甲醇的檢測進(jìn)樣條件，并以1 mL氣體樣品作為進(jìn)樣體積來測算工作場所中甲醇含量。這種新的色譜分析方法具備樣品代表性好、采樣省時間、分析速度快、分析結(jié)果可靠準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞] 氣相色譜法；甲醇；方法改進(jìn)

[中圖分類號] R134 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-5654（2018）06（c）-0170-03

氣相色譜法是一種用氣體作為移動相的色譜法，其基本原理是通過高純氮?dú)饣蛘邭鍤庾鳛檩d氣來帶動混合物樣品進(jìn)入色譜柱進(jìn)行分離，分離色譜柱中固定相的選擇是該方法的核心關(guān)鍵[1-2]。氣相色譜法相較于其他的分析儀器，具有應(yīng)用范圍廣、靈敏度高、分析速度快和選擇性高的特點(diǎn)，因而在環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛運(yùn)用。目前，在工作場所中對甲醇進(jìn)行檢測的方法主要有溶劑解吸氣相色譜法[3]、熱解吸氣相色譜法以及二氯丙醇變色酸分光光度法。該文將以高分子聚合物GDX作為氣相色譜分離柱的載體，采用直接進(jìn)樣的氣相色譜檢測分析方式來測定工作場所中的甲醇濃度含量（該文中采用的檢測方法相較于傳統(tǒng)檢測方法的不同之處）實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)過擇優(yōu)選取的條件摸索過程后，該方法相較于其他測定空氣中甲醇的檢測方法的操作步驟更為簡便，其檢測結(jié)果科學(xué)精準(zhǔn)，值得全面應(yīng)用和推廣。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 該文所采用的實(shí)驗(yàn)儀器詳情見表1。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑 該文所采用的實(shí)驗(yàn)試劑詳情見表2。

1.2 色譜條件

該文所采用的氣相色譜檢測分析條件詳情如表3所示。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法概述

先將含有甲醇成分的氣體樣品經(jīng)過裝有GDX102載體的2.5 m不銹鋼分離柱進(jìn)行分離。分離后的樣品甲醇成分進(jìn)入FID檢測器，甲醇在火焰中經(jīng)過離子化過程轉(zhuǎn)變?yōu)檎?fù)離子。正負(fù)離子在靜電場的作用下形成離子流，離子流強(qiáng)度與樣品中的甲醇濃度呈正相關(guān)，通過感應(yīng)離子流的強(qiáng)度來轉(zhuǎn)化計(jì)算為甲醇的濃度[4]。

1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算方式

該實(shí)驗(yàn)采用單點(diǎn)外標(biāo)法進(jìn)行色譜分析，標(biāo)準(zhǔn)氣樣配置按照2.2.2項(xiàng)下的步驟進(jìn)行，檢測結(jié)果按下式進(jìn)行樣品濃度計(jì)算：

式中：C樣——樣品濃度值，mg/m3；C標(biāo)——標(biāo)氣濃度值，mg/m3；h樣——樣品峰高值，mm；h標(biāo)——標(biāo)氣峰高值，mm。

2 實(shí)驗(yàn)過程與數(shù)據(jù)記錄

2.1 純水為吸收溶液進(jìn)行采樣的損失情況

該文所進(jìn)行的工作場所中甲醇實(shí)驗(yàn)方法的取樣方式是通過氣體采樣管來進(jìn)行氣體樣品收集的，以氣體采樣管中放入5 mL純水作為吸收劑來采集工作場所中所含的甲醇?？諝庵械募状荚谌苡谒髸谝好骓敹丝臻g形成飽和水蒸氣壓，因此在采樣鼓泡過程中會出現(xiàn)甲醇損失的現(xiàn)象[5-6]。對此，該實(shí)驗(yàn)將從溫度和采樣流速兩個方面來測定分析樣品損失的情況。

①吸取1 μL甲醇，將其加入裝有5 mL的純水的大氣采樣瓶中。②在室溫下，分別以0.5 L/min和0.3 L/min的采樣速度對兩個采樣瓶進(jìn)行采樣器采樣。③每間隔30 min，取采樣瓶中的吸收溶液樣品進(jìn)行甲醇的色譜分析，總共采樣時長為2.0 h，分析結(jié)果見圖1。④將采樣溫度從常溫條件轉(zhuǎn)變?yōu)?℃，方法操作同常溫測定流程一致，分析結(jié)果見圖2。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：常溫下，采樣速度0.5 L/min時，采樣1 h的樣品損失為70%，采樣2.5 h的樣品損失為90%；采樣速度0.3 L/min時，采樣1 h樣品的損失為50%，采樣2.5 h的樣品損失為72%。4℃下，采樣速度0.5 L/min時，采樣1 h的樣品損失為30%，采樣2.5 h的樣品損失為55%；采樣速度0.3 L/min時，采樣1 h樣品的損失為10%，采樣2.5 h的樣品損失為20%。

由此可知，在進(jìn)行甲醇樣品采集時，應(yīng)當(dāng)采取低溫4℃、采樣速度0.3 L/min的條件來控制樣品的損失，以保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)可靠性。

2.2 色譜分析數(shù)據(jù)結(jié)果記錄分析

2.2.1 不同色譜柱的檢測效果 ①色譜不銹鋼分離柱1的分離效果。色譜柱1的固定相為高分子聚合物GDX102，其對空氣中甲醇與乙醇的分離效果見圖3。

②色譜不銹鋼分離柱2的分離效果。色譜柱2的固定相為高分子聚合物聚乙二醇1500，其對空氣中甲醇與乙醇的分離效果見圖4。

③色譜不銹鋼分離柱3的分離效果。色譜柱3的固定相為高分子聚合物聚乙二醇6000，其對空氣中甲醇與乙醇的分離效果見圖5。

FID氫火焰檢測器對甲醇的分析具有較高的靈敏度，該方法分析的關(guān)鍵在于分離色譜柱的選擇。實(shí)驗(yàn)證明固定相為GDX102、的2.5 m長度色譜柱能夠很好地分離空氣中的甲醇和乙醇，其綜合效果要明顯優(yōu)于聚乙二醇1500柱和聚乙二醇6000柱。

2.2.2 直接進(jìn)樣的檢測分析結(jié)果 用100 mL注射器進(jìn)行標(biāo)樣制備。首先，在室溫20℃時，將1 μL色譜純甲醇溶液注入100 mL的注射器中，用清潔空氣稀釋至100 mL，配制成甲醇濃度為0.7915 mg/100 mL 的標(biāo)氣儲備試樣；然后取適量儲備樣于注射器中，并用清潔空氣稀釋至100 mL，按此方法依次稀釋，配成適當(dāng)濃度的甲醇空氣標(biāo)準(zhǔn)系列。取1 mL標(biāo)準(zhǔn)氣注入氣相色譜儀中進(jìn)行分析，本方法3倍信噪比所對應(yīng)的濃度為0.079mg/m3，即為該方法的最低檢測濃度，如圖6所示。

氣相色譜法分析測工作場所中的甲醇可以采取直接進(jìn)樣的方式，該分析方法不僅便捷快速，分析結(jié)果還科學(xué)準(zhǔn)確，相較于傳統(tǒng)的甲醇檢測方式具有明顯的優(yōu)勢。

3 結(jié)果與討論

①本文采用的氣相色譜分析方法中使用的GDX102色譜柱能夠很好的避免分析結(jié)果中大水峰的干擾，改善了傳統(tǒng)空氣甲醇分析方法中采樣時間長、采樣效果低的問題。②嚴(yán)格控制溫度和采樣速度能夠有效減少樣品采集的損失。實(shí)驗(yàn)證明：在低溫4℃下，以0.3 L/min的采樣速度進(jìn)行樣品收集，是采用氣相色譜法檢測工作場所中的甲醇含量的有效采樣方式。③FID氫火焰檢測器的靈敏度極高，Ns=10～12g/s，檢測空氣中甲醇的最低限度為0.079 mg/m3，能夠完全滿足色譜分析的最低檢測要求；該方法的進(jìn)樣檢測可采用直接進(jìn)樣分析的方式，簡化了實(shí)驗(yàn)流程，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時間。④固定相為高分子聚合物GDX102的色譜柱對空氣中甲醇和乙醇的分離度相較于聚乙二醇的出峰尖銳對稱靈敏度更高，分離效果好、分離速度更快。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 趙亭.關(guān)于氣相色譜法測定氣體中甲醇含量數(shù)據(jù)分析[J].科學(xué)與信息化，2017（32）：114，116.

[2] 沈敏，王美飛，吳麗娟，等.毛細(xì)管柱氣相色譜法同時測定水中甲醇、乙醇和N，N-二甲基甲酰胺[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2017，9（1）：25-27.

[3] 趙衛(wèi)國.氣相色譜法測定環(huán)境空氣中的甲醇和乙醇[J].能源與環(huán)境，2015（2）：76-77.

[4] 張靜，任菲菲，鄭艷青，等.對《中國藥典》2015年版甲醇量檢查法（第一法）的探討[J].中國藥品標(biāo)準(zhǔn)，2017，18（3）：186-189.

[5] 孫壯.純水吸收頂空-氣相色譜法測定環(huán)境空氣和廢氣中的甲醇[J].化學(xué)工程師，2016，30（1）：28-30.

[6] 嚴(yán)鋼.工作場所空氣中乙酸的氣相色譜法測定[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（3）：46.

（收稿日期：2018-00-00）