空气中硫化物测定气相色谱火焰光度检测器法

2020-09-06钱丽

写真地理 2020年20期

摘要：使用气体采样袋，样品经三级冷阱预浓缩仪处理后，气相色谱分析空气中硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫共4种恶臭硫化物。实验表明，此方法线性好，检出限为3.1×10-5 mg/m3 ～1.2×10-4mg/m3，精密度为0.8%～1.3%，空白加标回收率为84.6%～112.0%。这种方法可以准确可靠且适用于测定硫化物。

关键词：气相色谱仪;三级冷阱预浓缩仪;恶臭硫化物

【中图分类号】R282.71 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0035-02

人类社会在飞速发展，自然资源开垦过度，我们唯一赖以生存的地球环境也面临各种问题。随着人类对环保认识的加强，环境污染问题已提上日程。大气污染是其中的一类，恶臭又是大气污染的主要来源。恶臭物质的来源广泛，如污水沼泽、垃圾填埋厂、食品加工厂和化工厂等。硫化物是这些恶臭源产生的恶臭物质中主要组成部分。恶臭硫化物对人体的影响不容乐观，对人的各系统及中枢都有毒害作用。其中硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫等硫化物为国家标准[1]控制的恶臭污染物。对于硫化物的测定方法有三点比较式臭袋法、气相色谱法、气相色谱质谱联用法、分光光度法[2-5]。这些硫化物的极性都很强，易吸附，其中硫化氢最活跃，且见光会分解，需尽快分析。本文研究气体采样袋采样，三级冷阱预浓缩仪处理样品，气相色谱火焰光度检测器对空气中恶臭硫化物中四种组分进行分析，结果颇为满意。

1 实验部分

1.1 关键仪器及耗材

气相色谱仪（Agilent 7890B，FPD+检测器，S滤光片，安捷伦科技有限公司）;预浓缩仪（ENTECH7200）;自动进样器（ENTECH7016D）;氢气发生器（LGH-500T，上海安谱实验科技有限公司）;空气发生器（LGA-5000W，上海安谱实验科技有限公司）;转子流量计（崂应7030H型，青岛崂应环境科技有限公司）;玻璃注射器（10mL）;气体采样袋（3L、10L，Tedlar膜，聚四氟乙烯直通阀，大连海得科技有限公司）;废气VOCs采样仪（崂应3036型，青岛崂应环境科技有限公司）;硫化氢（10.0mg/m3）、甲硫醇（9.96mg/m3）、甲硫醚（5.05mg/m3）、二甲二硫（4.97mg/m3）混合标准气体（平衡气是N2，大连大特气体有限公司）;高纯氮气（≥99.999%）。

1.2 标准气体的配制

在40L的高纯氮气钢瓶上连接已校准流量计，流量计出口连接10L气体采样袋，以1.0L/min的流速往气袋里充气，同时用秒表计时器计时10分钟，记录当时环境的温湿度。在气袋出气口装上取样帽，用10mL玻璃针筒往10L气袋里注射10mL上述混合标气，放入30℃的烘箱中平衡10min待用。通过进不同体积配制好的标气，建立外标法标准曲线。

1.3 仪器条件

1.3.1 气相色谱条件

DB-SulfurSCD（40m×320μm×3μm）;进样口150℃;FPD+检测器200℃，燃烧室150℃;升温程序：35℃保留3.5min后，以45℃/min升至180℃，保留2.5min;氢气50mL/min;空气60mL/min;尾吹气60mL/min;进样模式是分流进样，分流比50：1，关闭载气节省;柱流速2.0mL/min。

1.3.2 预浓缩仪条件

一级冷阱（空管）：捕集温度：-40℃，解析温度：10℃;二级冷阱（TENAX）：捕集温度：-60℃，解析温度：220℃;三级冷阱（硅烷化不锈钢毛细管）：聚焦温度：-175℃，解析时间：2min，解析温度：80℃;传输线温度：100℃[6]。

1.4 采样气袋清洗及样品采集

用高纯氮气对气袋进行重复充气-排气清洗，至少3次。采样前，对新购买或重复使用的气袋进行验收，验收的气袋个数按照总数10%比例进行抽检，至少2个气袋至多10个气袋，技术要求是目标化合物检测结果低于方法的检出限。采样时，用废气VOCs采样仪采集某时间内的空气样品进行分析。

2 结果与讨论

2.1 采样容器的选择

气体样品的采样容器有气袋、苏玛罐、玻璃瓶。苏玛罐成本高，清洗时还需配备相应的清洗仪;玻璃瓶易碎，且价格昂贵;氣袋价格便宜，易携带且易清洗。在这里使用的气袋是聚氟乙烯（PVF）膜，相比聚全氟乙丙烯（FEP）膜及共聚偏氟乙烯（S-PVDF）膜而言，该膜对硫化物的吸附作用最小，能够稳定保存。

2.2 标准曲线及方法的检出限

在上述经济条件下分析4种恶臭硫化物混合使用标准气体系列，以峰面积为纵坐标，以质量浓度平方为横坐标，绘制标准工作曲线，该曲线是个二次曲线，回归方程与相关系数详见表1。

2.3 精密度及加标回收率

在上述经济条件下分析4种硫化物组分，重复进样6次，精密度及加标回收率的实验研究结果分析见表2。结果表明：RSD为0.8%～1.3%，加标回收率为84.6%～112.0%。

2.4 质控样的测定