數字站基金決策
數字站基金決策

種類繁多且成分複雜

时间:2025-05-05 02:31:39来源:

揮發性有機物(VOCs)是活性化碳大氣汙染物的主要成分之一,種類繁多且成分複雜,炭吸包括非甲烷碳氫化合物、附硫鹵代烴、解析含氧有機化合物、活性化碳含氮有機化合物、炭吸含硫化合物等。附硫揮發性有機物在環境中普遍存在,解析而且大多數的活性化碳揮發性有機物具有毒性以及致癌作用,會對人體的炭吸呼吸係統、口腔係統等產生不良反應,附硫危害人體健康。解析此外,活性化碳VOCs在二次汙染的炭吸形成過程中起著十分重要的作用,尤其是附硫以臭氧為主的光化學煙霧以及二次細顆粒氣溶膠的生成。苯及其衍生物屬於芳香烴類的揮發性有機物,包括苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、異丙苯、鄰二甲苯、1,3,5-三甲苯、苯乙烯、1,2,3-三甲苯和1,2,4-三甲苯等。這類化合物在揮發性有機物中所占的體積分數較大,易對人體造血功能產生巨大危害,且活性高,臭氧生成潛勢貢獻率較大,因此,對環境空氣中的苯係物的監測勢在必行。

目前標準規範中常見的苯係物控製汙染物包含苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、苯乙烯。2019年山東省生態環境廳與山東省市場監督管理局聯合發布《揮發性有機物排放標準 第7部分:其他行業》(DB37/2801.7—2019)中明確規定了廠界監控點三甲苯的濃度限值,但《環境空氣苯係物的測定固體吸附/熱脫附-氣相色譜法》(HJ583—2010)、《環境空氣苯係物的測定活性炭吸附/二硫化碳解析-氣相色譜法》(HJ584—2010)均未包含三甲苯的監測方法,《環境空氣揮發性有機物的測定吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質譜法》(HJ644—2013)和《環境空氣揮發性有機物的測定罐采樣氣相色譜-質譜法》(HJ759—2015)中僅僅包含1,3,5-三甲苯和1,2,4-三甲苯,並未涉及到1,2,3-三甲苯的監測分析方法。

目前,環境空氣中苯係物的采樣方法有被動采樣、直接采樣和有動力采樣。其中被動采樣時樣品中的待測組分依賴分子擴散達到吸附劑表麵,因此受環境條件的影響大,重現性差;直接采樣是采用塑料袋、注射器、罐等固定容器直接采集樣品。吳迓名等比較了聚氯乙烯氣袋、聚四氟乙烯氣袋和全玻璃注射器對樣品保存的影響,由於滲透和吸附造成的樣品損失較大,因此該方法通常適用於濃度較高的樣品。曹方方等建立了罐采樣氣相色譜質譜法測定環境空氣中57種臭氧前體物,雖然該方法檢出限低、回收率高,但是蘇瑪罐、清罐儀、配氣儀的價格昂貴,普適性不強;部分動力采樣利用泵抽取樣品,使其富集在吸附管上。常見的固體吸附劑有活性炭和Tenax,但是Tenax價格昂貴、吸附容量低,且吸附管的老化程序繁瑣,吸附管的反複使用可能帶來不避免的交叉汙染。

樣品的前處理方法主要有固相微萃取、熱脫附、低溫預濃縮、溶劑解析法等。方瑞斌等建立了固相微萃取-氣相色譜法分析中芳烴物質,固相微萃取選擇性高,但是步驟繁瑣,重現性差;梁素敏等建立了熱脫附-氣相色譜法測定環境空氣及廢氣中的苯係物,該方法使用了全量分析,隻能一次性進樣,對於未知濃度的樣品,需要進行多次采樣。低溫預濃縮使用的設備及其液氮昂貴、普適性不強。

通過比較不同采樣方法、前處理方法的優缺點,筆者建立了選擇活性炭吸附有動力采樣-二硫化碳溶劑解析氣相色譜法測定環境空氣中常見的11種苯係物,包括苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、異丙苯、鄰二甲苯、1,3,5-三甲苯、苯乙烯、1,2,3-三甲苯和1,2,4-三甲苯。不僅填補了目前標準規範中常見的11種苯係物控製汙染物的空白,而且采用活性炭管采樣管采樣,價格低廉,不存在重複使用帶來的交叉汙染,采樣便捷、易操作。二硫化碳解析為經典的前處理方法,重複性好、檢出限低,可以實現一次采樣、多次分析,檢出限低、靈敏度高、重現性好、能準確的定性和定量,適用於環境空氣中11種苯係物的測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀:Agilent7890B型,配有火焰離子化檢測器(FID),安捷倫科技(中國)有限公司。毛細管柱:HP–Innowax型,30m×0.53mm,1.00μm,安捷倫科技(中國)有限公司。空氣采樣器:嶗應2020型,青島嶗應環境科技有限公司。活性炭管:6mm×80mm,100/50mg,北京勞保所科技發展有限責任公司。氫氣發生器:SPH–300型,北京中惠普分析技術研究所。全自動空氣源:SPB–3型,北京中惠普分析技術研究所。二硫化碳:色譜純,德國CNWTechnologiesGmbH。二硫化碳中7種苯係物混合標準物質:含苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯,編號為GBW(E)082621a,批號為A1910126,各組分濃度均為100mg/L,北京壇墨質檢科技有限公司。二硫化碳中異丙苯溶液、二硫化碳中1,2,3-三甲苯、二硫化碳中1,2,4-三甲苯、二硫化碳中1,3,5-三甲苯標準物質:1000mg/L,編號為CDHW–GBW(E)082849e、CDHW–BW0837、CDHW–BW0838、CDHW–BW0839,北京海岸鴻蒙標準物質有限公司。

1.2 樣品的采集

在采樣現場,打開活性炭采樣管,與空氣采樣器進氣口連接,以0.50L/min的流量采集10L氣體樣品,並記錄采樣器流量、溫度、壓力、采樣時間和地點,采樣完畢後,取下采樣管,立即用聚四氟乙烯帽密封,避光密閉保存。

1.3 樣品的前處理

將采樣管A段和B段分別放入2mL的具塞比色管中,每個試管中各加入1.00mL二硫化碳,蓋緊瓶塞後,輕輕振動,在室溫下解析50min後,待測。

1.4 儀器工作條件

進樣口溫度:250℃;柱流量:0.5mL/min;進樣方式:分流進樣;分流比:1∶10;FID檢測器溫度:250℃;氫氣流量:40mL/min;空氣流量:400mL/min;尾吹氣流量:3mL/min;柱溫:30℃保持5min,以5℃/min升至50℃,再以10℃/min升至100℃,保持5min;進樣體積:1.0μL。

1.5 溶液的製備

取100μL的二硫化碳中7種苯係物混合標準物質,二硫化碳中異丙苯溶液標準物質、二硫化碳中1,2,3-三甲苯標準物質、二硫化碳中1,2,4-三甲苯標準物質、二硫化碳中1,3,5-三甲苯標準物質各10μL,稀釋至1.00mL的二硫化碳中,配製成質量濃度均為8.77mg/L的11種苯係物混合標準備液。

2 結果與討論

2.1 解析液體積的優化

分別考察了1、2、3、4、5mL不同解析液體積對測定結果的影響,結果表明,解析液體積對苯係物的測定基本無影響。但是,隨著解析液體積的增加,一方麵造成試劑的浪費和環境汙染,另一方麵對於低濃度的樣品造成未檢出的誤判。因此,最終選擇解析液的體積為1mL。

2.2 解析時間的優化

分別考察了10、30、50、60、90、120min不同解析時間對測定結果的影響。結果表明,隨著解析時間的延長,測定的11種苯係物濃度呈上升趨勢,當解析時間大於50min時,測定的11種苯係物濃度保持穩定。因此,最終選擇解析時間為50min。

2.3 毛細管柱選擇的優化

常見的毛細管色譜柱有DB–1、DB–5、DB–624、HP–Innowax型。其中DB–1型是非極性的低流失的毛細管色譜柱,適用於分析烴類、農藥、多氯聯苯等化合物;DB–5型是弱極性低流失的毛細管色譜柱,適用於分析鹵代烴、芳香烴化合物、有機氯農藥等化合物;DB–624型是中等極性的毛細管色譜柱,適用於分析揮發性有機物組分;HP–Innowax型是強極性的毛細管色譜柱,適用於分析醇類、芳香族化合物。

考察了上述4種毛細管色譜柱對11種苯係物的分離效果。結果表明,由於11種苯係物中的乙苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯、苯乙烯是沸點接近的兩組分離對,采用非極性的DB–1型、非極性的DB–5型、中等極性的DB–624型色譜柱無法實現上述兩組分離對的完全分離,而強極性的HP–Innowax型色譜柱能實現11種苯係物的完全分離,因此,最終選擇HP–Innowax型毛細管色譜柱。

聲明:本文所用圖片、文字來源《化學分析計量》,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係

相關鏈接:間二甲苯二硫化碳對二甲苯苯乙烯

更多内容请点击【休閑】专栏