張偉 張麗莉
摘 要:本文在研究中以非甲烷總烴采樣為核心,明確非甲烷總烴測定中的采樣標準,通過實驗的方式,分析非甲烷總烴測定時采樣氣袋相關問題,合理選擇采樣氣袋,保證非甲烷總烴測定結(jié)果的準確性,并為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。
關鍵詞:非甲烷總烴;測定;采樣氣袋
非甲烷總烴即為NMHC,特指甲烷以外的可揮發(fā)烴類物質(zhì),多為碳氫化合物。在對非甲烷總烴測定中,一般使用氣相色譜法進行測定,非甲烷總烴中包含著甲烷外揮發(fā)性烴類物質(zhì),也包含著運用氫火焰離子化檢測器檢測出的揮發(fā)性有機化合物,即為醇類、醚類、醛酮類、酯類等含碳有機化合物。這些物質(zhì)具備極強的光反應活性,一旦非甲烷總烴含量超出限值,直接危害到人體健康,特別是在日常條件下,可以形成光化學煙霧,進而危害人們身體健康,并對周邊環(huán)境造成很大的影響。對此,在非甲烷總烴測定中,要保證采樣氣袋的密封性,避免非甲烷總烴的泄露,也要保證非甲烷總烴的質(zhì)量,防止造成非甲烷總烴測定結(jié)果的誤差,發(fā)揮出采樣氣袋的作用,保證非甲烷總烴測定工作的順利開展。在這樣的環(huán)境背景下,探究非甲烷總烴測定是采樣氣袋問題具有非常重要的現(xiàn)實意義。
一、非甲烷總烴測定中采樣氣袋問題
我國環(huán)境保護局最早在1999年出臺《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定-氣相色譜法? HJ/T38-1999》,之后又補充了《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》,明確提出大氣中非甲烷總烴測定方法,至今仍在使用。而在2017年12月份,我國環(huán)境保護局出臺《環(huán)境空氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定直接進樣-氣相色譜法 HJ604-2017》標準,確立了非甲烷總烴測定對環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測的重大意義。在該標準頒布中,提出兩種非甲烷總烴采樣方法,一種是玻璃注射器采集法,另一種是氣袋采集法。在實際操作中,由于玻璃注射器不便于攜帶,很容易發(fā)生碰撞而破裂,且總體保存時間不長,實踐中多以氣袋采集法為主,便于攜帶,彌補了玻璃注射器采集法的缺點。但是,新標準中關于非甲烷總烴測定氣袋可以重復使用,但在采樣使用之前要做空白試驗,其空白值必須符合新標準的要求,耐用性高。 在氣袋使用后,要清洗內(nèi)部殘留的烴氣體,總烴測定濃度不超過國家標準檢出限0.06mg/m3,但是在測定試驗中,若反復對氣袋清洗,反復進行空白試驗,勢必會降低非甲烷總烴測定效率。對此,在氣袋使用中,要通過實驗的方式,事前明確各個濃度樣品所選用的氣袋的清洗次數(shù),使其空白值符合標準,這樣可以保證非甲烷總烴測定效率。
二、關于非甲烷總烴測定中采樣氣袋清洗次數(shù)的實驗
(一)實驗材料
在實驗中,所有實驗儀器和相關材料均為非甲烷總烴測定中的專用材料或儀器,包括Claeus453氣相色譜儀、雙氫火焰檢測器、色譜柱。選擇氮氣為平衡氣,標準稀釋氣為高純度氮氣,采樣容器選擇優(yōu)質(zhì)鋁箔復合膜采樣氣袋,其采樣容量為1升。
(二)實驗方法
選擇九個采樣氣袋,即為優(yōu)質(zhì)鋁箔復合膜采樣氣袋,先對這九個采樣氣袋進行空白試驗,保證其空白值符合標準后,就是總烴不得檢出。把九個采樣氣袋分為3組,即為A組、B組、C組,在A組采樣氣袋中加入5.11μmol/ mol、5.32μmol/mol、5.88μmol/mol等低濃度非甲烷總烴樣品,在B組采樣氣袋中加入32.6μmol/mol、33.1μmol/mol、33.1μmol/mol等中濃度非甲烷總烴樣品,在C組采樣氣袋中加入103μmol/mol、108μmol/mol、106μmol/mol等高濃度非甲烷總烴樣品,檢測非甲烷總烴的濃度。在完成測定后,通過除烴空氣對九個采樣氣袋進行清洗,洗后檢測非甲烷總烴的濃度,直到檢測不出來非甲烷總烴濃度為止,記錄三組不同采樣氣袋的空白值符合標準需要清洗幾次,為日后非甲烷總烴測定中采樣氣袋的使用提供參考。
(三)實驗過程
圖如1所示,為非甲烷總烴測定中采樣氣袋系統(tǒng)。
(1為排氣管道;2為玻璃棉過濾頭;3為連接管;4為加熱采樣管;5為快速接頭陽頭;6為快速接頭陰頭;7為采樣氣袋;8為真空箱;9為閥門;10為活性炭過濾器;11為抽氣泵。)
在采樣前,把氣袋和抽氣泵連接在一起,氣袋氣體全部抽到真空箱中,之后密封真空箱;把加熱采樣管插入采樣孔,進氣孔位置與排氣管道中心重合,加熱采樣管連接電源,加熱到12℃;調(diào)節(jié)閥門管道的接頭與連接管相連,啟動抽氣泵進行抽氣,把采樣管內(nèi)氣體排放到排氣管道中,斷開連接;把采樣管和真空箱氣袋接口相連,調(diào)節(jié)閥門管路和真空箱接口相連,如圖2所示,達到采樣標準,連接管與真空箱接口斷開。
把抽氣泵連接真空箱中的采樣氣袋接口,圖如2,啟動抽氣泵排除氣袋樣品,重復3次后,恢復氣路連接,取下氣袋,標注樣品編號。
(三)繪制標準曲線
在本次非甲烷總烴測定中,以氣袋為樣品容器,使用標準稀釋氣體進行甲烷標準氣體的稀釋,形成五個濃度梯度進行測定濃度校準,從非甲烷總烴低濃度至高濃度進行測定濃度校準,以1.0ml標準稀釋氣體為主,運用氣相色譜儀檢測非甲烷總烴濃度,并以非甲烷總烴濃度為X軸,峰面積為Y軸,繪制標準曲線。
(四)結(jié)果分析
將之前準備好的A、B、C三組樣品進行測定試驗,選取1.0ml樣品實驗,試驗測定結(jié)果如下:
由表1我們可以看出,在非甲烷總烴濃度為5μmol/mol左右時,在非甲烷總烴測定試驗中,采樣氣袋只需清洗一次即可符合重復使用標準,符合空白值要求;在非甲烷總烴濃度為30μmol/mol左右時,在非甲烷總烴測定試驗中,采樣氣袋需清洗兩次即可符合重復使用標準,符合空白值要求;在非甲烷總烴濃度為100μmol/mol左右時,在非甲烷總烴測定試驗中,采樣氣袋需清洗三次即可符合重復使用標準,符合空白值要求。
結(jié)束語:
綜上所述,在環(huán)境監(jiān)測中,可以選擇采樣氣袋作為非甲烷總烴的采樣容器,根據(jù)環(huán)境空氣與廢棄采取不同的采樣氣袋使用方式,空氣環(huán)境中,非甲烷總烴含量僅是3.57mg/m3,采樣氣袋清洗一次即可達到使用標準;而針對廢氣而言,非甲烷總烴含量取值范圍為3.57mg/m3-71.4mg/m3,需要清洗兩至三次,結(jié)合廢棄成分情況,仍需設置加熱裝置,以保證測定結(jié)果的精確性。
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