双通道气相色谱法测定废气中的非甲烷总烃

刘国扬

（广东产品质量监督检验研究院 广东佛山 528303）

引言

不同于甲烷，非甲烷总烃中包含各种碳氢化合物，具有一定测定难度。而非甲烷总烃为光化学烟雾的前体物，普遍存在于污染源废气中，将给环境带来污染。因此，还应采取有效方法进行废气中非甲烷总烃测定，为废气排放管理提供支撑。

1 测定条件

测定污染源废气中非甲烷总烃，采用GC3800气相色谱仪，配备双通道双阀进行双氢火焰检测器切换，采样器为100mL气密注射器。采用的色谱柱为不锈钢填充柱，固定相为PorapakQ和玻璃微球，采用1L聚四氟乙烯内衬取样袋。在对低浓度气体校正标样进行制备时，采用氮气作为稀释剂。气相色谱仪1通道采用的气相填充柱作为甲烷柱，为80-100目PorapakQ，与氢火焰离子化检测器进行串联，能够对甲烷进检测，2通道的气相填充柱作为总烃柱，为80-100目玻璃微球。色谱仪进样口温度为150℃，采取恒压模式，柱温为80℃，检测器温度为250℃，氢气和空气的通入速度分别为40mL/min和400mL/min，尾部吹气速度为5mL/min，进样量为1mL气体定量环。测定时以空气为底气，对10.8mgC/m3甲烷标准气进行采用；以氮气为底气，对11mgC/m3甲烷标准气进行运用，采用的无烃空气氧气和氮气比值为21.15%[1]。

2 测定方法

实际采用双通道气相色谱法对废气中非甲烷总烃进行测定，需要在仪器上将保留时间当成是定性分析条件，将峰面积当成是定量分析条件。在操作过程中，利用注射器从污染源废气排放处直接进行10mL待测气体采集，利用聚四氟乙烯内衬取样袋带回实验室。在仪器使用时，可以直接注入2mL样品，实现一次进样分析两种组分，并且同时进行两路信号的输出。在载气为氮气的情况下对总烃进行测定，总烃峰包含氧峰，气样测定将受到氧的正干扰。在色谱条件固定情况下，固定氧带来的干扰一定，可以将除烃空气当成是空白试样，从而通过从总烃峰中扣除对应数值消除测定结果受到的氧干扰。仪器1通道和2通道分别代表前部和后部的信号。在对以空气为底气的甲烷标准气体进行逐级稀释过程中，通过1通道通入气体，可以得到相应甲烷校正曲线。针对以氮气为底气的甲烷标准气体进行逐级稀释过程中，通过2通道通入气体，可以得到相应总烃校正曲线。在2通道中通入脱烃空气，然后对通道总烃校正曲线进行校正，可以完成氧气干扰峰含量的分析，从而获得1通道氧气校正曲线。最后，同时将试样通入到两个通道中。针对2通道总峰面积进行校正，可以获得总烃含量。对1通道甲烷峰值面积进行校正口，可以获得甲烷含量。扣除甲烷含量，然后将1通道分析获取的氧气干扰扣除，可以得到试样的非甲烷总烃含量[2]。

3 测定结果

按照上述方法进行污染源废气中非甲烷总烃测定，从曲线回归分析结果来看，在0.67-10.81mgC/m3范围内，可以得到1通道相关系数为0.99710。在0.688-11mgC/m3浓度范围，2通道相关系数为0.99994。根据信噪比对应甲烷浓度，可以得到甲烷检出限为 3.14×10-2mgC/m3，总烃检出限为 2.24×10-2mgC/m3。为确定测定方法的精密度，需要连续4次通入甲烷标准气体，然后对两个通道甲烷峰面积相对标准偏差进行计算，可以得到1通道相对标准偏差为1.1%，2通道则为0.8%。从样品分析结果来看，在气相色谱柱上，甲烷和氧气拥有较好分离效果，能够形成对称峰。分析原因可以发现，仪器采用了先进填装工艺，填充柱管材表面能够实现超高惰性去活，使柱效和峰形得到保证，能够为各组分准确定量的长期应用提供有利条件。对样品中氧、甲烷和总烃等进行校正后，可以得到氧、甲烷和总烃峰面积分别为3.9、187.3、210.5，浓度分别为 0.38、8.41、9.67，最终得到非甲烷总烃含量为0.88mgC/m3。

结语

综上所述，在对污染源废气中非甲烷总烃进行测定时，采用双通道气相色谱法能够在检测甲烷、氧和总烃浓度基础上，通过校正分析实现非甲烷总烃浓度的准确测量。采用该方法操作简单，精密度较高，能够完成废气快速分析，因此能够满足废气检测要求。