王志剛 劉喬芳
山東省煙臺(tái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇都屬于揮發(fā)性有機(jī)物,對(duì)人體和環(huán)境有一定的危害。目前國(guó)家還沒有相關(guān)的分析方法來(lái)同時(shí)測(cè)定丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇。固定污染源廢氣中的丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇一般都采用不同的吸附劑進(jìn)行吸附采樣,再采用熱解析或用不同的有機(jī)溶劑進(jìn)行解吸,然后在不同的色譜柱上進(jìn)行分析測(cè)量。文中本法選擇合適的毛細(xì)管色譜柱,用蒸餾水為吸收液來(lái)采集樣品,利用氣相色譜頂空進(jìn)樣,一次分離測(cè)定固定污染源廢氣中的丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇等組分且準(zhǔn)確度高,重現(xiàn)性好,柱性能穩(wěn)定,同時(shí)本法不需要采用熱解析儀或使用有毒的有機(jī)試劑,減少了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本和污染排放等問(wèn)題。
CP-3800 型氣相色譜儀∕FID 檢測(cè)器∕色譜工作站(美國(guó)瓦里安公司)。
毛細(xì)管柱:CP8843 WCOT Fused Silica 30m×0.32mm,CP WAX 52CB DF=0.25um。
頂空進(jìn)樣器:Agilent G1883(安捷倫公司)。
固定源廢氣采樣器(流量范圍:0.5L∕min~2L∕min)。
優(yōu)質(zhì)純有機(jī)試劑:丙酮,甲醇,乙醇,異丙醇。
吸收液:在給定的色譜條件下,空白實(shí)驗(yàn)中未檢出丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇的蒸餾水。
2.2.1 氣相色譜儀
柱溫:65℃,汽化室溫度:210℃,檢測(cè)器溫度260℃,氮?dú)饬魉?ml∕min,氫氣流速30ml∕min,空氣流速300ml∕min,分流比1:10。
2.2.2 頂空進(jìn)樣器
2.2.2.1 溫度
爐溫:95℃;閥溫:120℃;傳輸線溫度:125℃。
2.2.2.2 時(shí)間
氣相色譜儀運(yùn)行周期:12.0min;瓶平衡時(shí)間:10.0min;加壓時(shí)間:0.15min;閥充滿時(shí)間:0.70min;閥平衡時(shí)間:0.07min;進(jìn)樣時(shí)間:0.40min。
2.2.2.3 進(jìn)樣量:1.0ml。
用固定源廢氣采樣器(流量范圍:0.5L∕min~2L∕min)連接內(nèi)裝10ml吸收液的多孔玻板吸收瓶,按照廢氣采樣技術(shù)規(guī)范采樣20min,流量:1.0L∕min,樣品應(yīng)當(dāng)天分析。
用經(jīng)過(guò)檢定的微量注射器(50.0ul)分別吸取10.0ul 優(yōu)質(zhì)純的丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇(20°C時(shí)1.0ul丙酮的質(zhì)量為0.788mg,甲醇的質(zhì)量為0.792mg,乙醇的質(zhì)量為0.790mg,異丙醇的質(zhì)量為0.785mg)注入100ml容量瓶中,用重蒸餾水配成一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)貯備液,再用該標(biāo)準(zhǔn)貯備液配成一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。
在上述給定的色譜條件下,待儀器穩(wěn)定后,分別移取不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液10ml~20ml頂空瓶中,加蓋密封,在上述頂空條件下進(jìn)行色譜測(cè)定,得到一系列的色譜圖。
在上述給定的色譜條件下,待儀器穩(wěn)定后,分別單獨(dú)移取丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇的使用液分析,得到下表色譜峰的保留時(shí)間;由表1保留時(shí)間數(shù)據(jù)分析,在上述給定的色譜條件下,丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇四種物質(zhì)完全可以分離。
表1
在上述給定的色譜條件下,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,得到空白色譜圖,見圖1。
圖1 吸收液的空白色譜圖
在上述給定的色譜條件下,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,得到標(biāo)準(zhǔn)色譜圖,見圖2。
圖2 丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖
采用同一臺(tái)設(shè)備,運(yùn)用不同的色譜條件進(jìn)行了相同多次的實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)表明,上述給定的色譜條件和頂空條件下,丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇能很好地完全分離。
在上述色譜條件下,對(duì)丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇四種組分進(jìn)行兩種不同濃度的六次平行加標(biāo)回收測(cè)定實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。
表2 模擬混合中加標(biāo)回收率n=3(單位:mg∕L)
結(jié)果表明兩種不同濃度下的四種化合物的平均回收率在96.6%~102.2%之間。
配制系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品(丙酮濃度6.318mg∕L,甲醇濃度6.332mg∕L,乙醇濃度6.928mg∕L,異丙醇6.682mg∕L),在上述色譜條件下,對(duì)丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇四種組分進(jìn)行重復(fù)測(cè)定5次,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表3。
表3 某標(biāo)準(zhǔn)混合樣各組分的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表明,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.4%~1.8%之間。
在正常操作條件下,對(duì)丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇最低檢出濃度的測(cè)定,原則上是大于2倍噪聲能明顯辨別出來(lái)的峰高,在采樣體積為20L,樣品溶液為10ml時(shí),經(jīng)測(cè)定其最低檢出濃度分別為丙酮 0.015mg∕m3,甲醇 0.112mg∕m3,乙醇 0.057mg∕m3,異丙醇0.031mg∕m3。
在給定的色譜條件下,選用毛細(xì)管柱頂空進(jìn)樣,丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇等各組分能有效地分離,其加標(biāo)回收率在96.6%~102.2%之間,準(zhǔn)確度符合相關(guān)技術(shù)要求;本分析方法同時(shí)具有較好的精密度,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.4%~1.8%之間;在采樣體積為20L,樣品溶液為10ml 時(shí),經(jīng)測(cè)定其最低檢出濃度分別為丙酮 0.015mg∕m3,甲醇 0.112mg∕m3,乙醇 0.057mg∕m3,異丙醇0.031mg∕m3。本方法簡(jiǎn)便,快速,準(zhǔn)確,適合固定污染源廢氣中丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇等化合物的分離測(cè)定。