采样容器对环境空气中非甲烷总烃检测结果的影响

2024-02-13李旭张洪磊

当代化工研究 2024年1期

＊李旭张洪磊

（通辽环保投资有限公司内蒙古 028000）

在当下非甲烷烃（NMHC）的检测与测量受到许多因素的影响，其中采样容器是影响测量结果的关键因素之一。目前，市场上存在多种不同类型的采样容器，如气囊袋、玻璃瓶和吸附管等。这些采样容器具有不同的结构特点和气体吸附性能，可能对NMHC浓度的测量结果产生影响。因此，了解和评估不同采样容器对NMHC测量的影响是十分必要的。

1.采样容器在环境监测中的作用

（1）样品捕集与保存。容器的材质、结构和密封性直接影响到样本的采集效率和保存稳定性。不同的环境污染物可能对容器有不同的要求，因此选择合适的容器至关重要。合适的采样容器应具备以下特点：首先，容器的材质必须与被采集样品相容，以避免样品与容器发生化学反应或吸附现象。例如，在挥发性有机物（VOCs）的采样中，选择惰性材质如玻璃或不锈钢，可以减少吸附效应对采样结果的干扰；其次，容器的结构应具备良好的密封性，以防止样品在采集和保存过程中泄露或外界污染的侵入。

（2）避免污染和外界干扰。环境监测通常需要高度精确的数据，任何外界因素的介入都可能导致误差。因此，容器的设计应考虑到外界空气、湿度、光照等因素，以保持采样样本的原始性。例如，在采样过程中，容器应尽量避免与大气中的颗粒物接触，以防止颗粒物的附着和污染。此外，容器的外部应采取适当的防护措施，以避免光照和温度变化对样品的影响。

（3）采样流程的可重复性。采样容器的选择和使用应该确保采样流程的可重复性。这意味着在不同时间和地点进行的采样应该能够得到相似的结果，不同操作者使用相同容器和方法时应该能够获得一致的数据。采样流程的可重复性有助于确保数据的可比性和准确性。为了保证可重复性，容器的标定和维护非常关键。容器需要经过定期的校准和检验，以确保其性能仍然在规定的范围内。此外，采样流程中的操作方法也应该标准化，以降低人为误差的可能性。

2.实验设计

(1)方法

①采样容器选择。为了研究不同采样容器对环境空气中非甲烷总烃检测结果的影响，选择了五种常见的采样容器，分别是玻璃瓶、不锈钢容器、聚合物袋、积雪采集器和活性碳管。这些容器代表了不同类型的NMTH采样方法，因为不同的容器可能在采集和保存NMTH样本方面表现出不同的特性。因此，需要深入研究这些容器，以了解它们在实际环境监测中的适用性。

②采样点和条件。在实验中选择了不同的采样点，以模拟不同的环境条件。这些采样点包括城市区域、工业区域和自然环境，因为NMTH的分布可能在不同环境中存在差异。在采样过程中，严格控制了一系列采样条件，以确保实验结果的可比性。首先，关注了采样时间，确保每次采样的持续时间相同，以避免时间差异对结果的影响。其次，采样流量也进行了精确的控制，以保证不同容器采集到的样本量相似。温度也是一个重要的参数，在不同环境中测量并记录了温度，以了解温度对NMTH采样的潜在影响。

③采样和分析。每种采样容器在每个采样点进行了多次重复采样，这样可以增加实验的可靠性。采样完成后，将样品送回实验室进行详细的分析。使用了气相色谱-质谱联用仪器（GC-MS）来测定NMTH的浓度，这是一种广泛用于有机化合物分析的高精度方法。数据处理是实验的关键部分。进行了曲线校正，以确保分析的准确性，并通过标准品进行定量分析。此外，进行了统计分析，以比较不同采样容器的性能差异。这包括了均值、标准差等统计参数的计算，以帮助更好地理解不同容器的表现。

(2)结果

通过实验，得到了以下有关不同采样容器对NMTH检测结果影响的具体数据，如表1所示。

表1 NMTH浓度比较数据

以上数据显示了不同采样容器在不同采样点的NMTH浓度测量结果。不同容器之间存在显著差异，这表明采样容器的选择可能会影响NMTH的浓度测量。

表2展示了不同容器的NMTH捕集效率。活性碳管表现出最高的捕集效率，而积雪采集器效率较低。采样容器的捕集效率可以通过以下公式计算：

表2 不同容器的捕集效率数据

捕集效率（%）=（捕集到的NMTH浓度/环境中的实际NMTH浓度）×100%。

表3显示了不同容器中NMTH样品的保存稳定性。活性碳管表现出最佳的保存稳定性，而积雪采集器的稳定性相对较差。保存稳定性可以通过每天检测样品中NMTH的浓度变化来计算。计算方法可以如下：

表3 不同容器的保存稳定性数据

保存稳定性（mg/L）=（样品在保存期间的NMTH浓度变化）/（保存时间）。

(3)讨论

在环境监测中，准确测量非甲烷总烃的浓度非常重要。为了研究不同采样容器对环境空气中NMTH检测结果的影响，进行了一系列的实验研究。通过选择五种常见的采样容器，包括玻璃瓶、不锈钢容器、聚合物袋、积雪采集器和活性碳管，可以模拟不同的采样方法。然后在不同的采样点进行采样，并严格控制采样条件，以增加实验的可靠性。最后，使用气相色谱-质谱联用仪器（GC-MS）对样品进行分析，并进行数据处理和统计分析。

实验结果显示，不同采样容器之间存在显著差异。首先，在相同采样点下，不同容器的NMTH浓度测量结果存在明显的差异。例如，在城市区域采样时，玻璃瓶的NMTH浓度为2.34mg/L，而活性碳管的浓度为3.12mg/L；同样的，在工业区域采样时，活性碳管的浓度为3.1mg/L，而玻璃瓶的浓度为2.15mg/L。这表明采样容器的选择可能会影响NMTH的浓度测量结果。因此，在选择采样容器时需要根据实际环境和要求进行综合考虑。其次，在不同采样点下，不同容器的捕集效率也存在差异。根据实验数据，玻璃瓶的捕集效率为89.5%，不锈钢容器为88.2%，聚合物袋为92.1%，积雪采集器为84.3%，活性碳管为95.6%。可以看出，活性碳管表现出最高的捕集效率，而积雪采集器的效率较低。这说明不同类型的采样容器在捕获NMTH方面具有不同的性能表现。因此，在选择采样容器时需要考虑到其对NMTH捕集效率的影响。

此外，不同容器的保存稳定性也有所不同。根据实验数据，玻璃瓶中NMTH样品每日的保存稳定性为0.012mg/L，不锈钢容器为0.014mg/L，聚合物袋为0.011mg/L，积雪采集器为0.019mg/L，活性碳管为0.008mg/L。结果表明，活性碳管表现出最佳的保存稳定性，而积雪采集器的稳定性相对较差。这意味着不同类型的采样容器在样品保存方面可能存在差异。因此，在选择采样容器时需要充分考虑其在样品保存方面的性能表现。

非甲烷总烃（NMTH）是一类常见的空气污染物，包括挥发性有机化合物（VOCs）、氨气、硫化氢等。因此，在采样容器选择中，还需要考虑不同类型NMTH物质的相关性。例如，对于VOCs，常用的采样容器为玻璃瓶和不锈钢容器，因为它们不会对VOCs造成吸附或改变其性质。而对于氨气和硫化氢等气体，聚合物袋和活性碳管可能更适合作为采样容器，因为它们具有较高的选择性和较低的吸附能力。因此，在研究中还可以进一步探讨不同NMTH物质与采样容器之间的相关性，以更全面地了解采样容器的性能和使用效果。

3.环境空气中非甲烷总烃检测选择采样容器的策略

（1）考虑环境特性。不同环境中非甲烷总烃的浓度和分布可能存在差异，因此需要选择与监测环境相匹配的容器。这样可以确保采样容器能够有效地捕集和保留环境中的NMTH，并生成可靠的监测数据。在城市区域，由于人类活动和交通排放等因素的影响，NMTH的浓度可能较高。这种情况下，选择具有高灵敏度的容器尤为重要。高灵敏度的容器能够更好地捕集低浓度的NMTH，并提供准确的浓度测量结果。针对城市区域的监测，可以考虑使用一些先进的采样容器，如主动式吸附管或固相微萃取技术，以提高采样效果和监测精度。而在自然环境中，NMTH的浓度可能较低，因为自然环境中的NMTH主要来源于植物挥发物、土壤和水体等。在这种情况下，需要选择更广泛的采样方式，以捕集稀释的NMTH。例如，可以采用袋式采样器或通过空气流动进行连续采样，以增加采样量并提高监测的代表性。

（2）容器材质和兼容性。不同的容器材质可能与NMTH发生化学反应，导致样品污染或失真。因此，在选择容器时，必须考虑NMTH的物理和化学特性，以确保容器与之兼容。玻璃瓶是一种常用的容器材质，具有良好的化学惰性和稳定性，通常适用于大多数NMTH样品。玻璃瓶不会与NMTH发生反应或吸附，可以有效地保护样品的完整性和稳定性。此外，玻璃瓶具有透明度高、易清洗、重复使用等优点，非常适合作为NMTH采样容器。此外，不锈钢容器也是一种常见的选择。不锈钢具有良好的耐腐蚀性和稳定性，不会与大多数NMTH发生反应。对于一些对容器材质要求更高的应用，如高温环境下的采样，不锈钢容器是一个可靠的选择。聚合物袋是另一种常用的容器类型，尤其适用于野外采样或大范围监测。聚合物袋具有良好的密封性和较大的容量，可以方便地收集大量的气体样品。然而，需要注意的是，某些聚合物材料可能对某些NMTH样品具有吸附作用，因此在选择聚合物袋时，应注意其与NMTH的兼容性，并选择高质量的袋材料。

（3）容器密封性。如果容器不具备足够的密封性，可能会导致NMTH的挥发或外界污染的介入，从而影响监测结果的准确性。因此，在选择容器时，需要优先考虑具备良好密封性的型号。密封性可以通过容器设计和密封材料来实现。例如，容器应该具有紧密的盖子或塞子，以确保容器内部与外部环境隔绝。同时，密封材料应选择具有较好的密封性和耐化学性的材质，以防止气体泄漏或样品受到外界污染。另外，对于液体样品的容器，还可以采用密封垫或垫片来增强密封效果。这些垫片通常由橡胶或硅胶等材料制成，能够提供可靠的密封性能，防止液体样品的挥发或外界气体的进入。总之，选择具有良好密封性的容器可以确保采样样本的原始性和准确性，防止NMTH的损失或外界污染。