摘 要:研究cms-100便攜式快速氣相色譜儀,分析其在氣體分析時存在的問題。創(chuàng)建cms-100氣相色譜儀的外接熱吹掃恒溫50ml定量管準(zhǔn)確進(jìn)樣系統(tǒng),結(jié)合cms-100氣相色譜儀的預(yù)濃縮和快速熱脫附技術(shù)、高靈敏度maid的檢測器系統(tǒng),快速準(zhǔn)確測定空氣中的苯系物。該方法的cms-100氣相色譜儀微氬電離檢測器(maid)對電離電位低于11.7ev的有機(jī)化合物靈敏,檢測限是6μg。當(dāng)采樣體積為50ml時,方法的zui低檢出濃度是0.006mg/m3。

1 引言

cms-100便 攜 式 快 速 氣 相 色 譜 儀 具有操 作簡 單,靈敏度高,可以現(xiàn)場快速監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn),但也由于其體積大、攜帶載氣量少、取樣量不準(zhǔn)、進(jìn)樣管中殘留氣體的“挾帶”及“柱存貯”效應(yīng)使結(jié)果不準(zhǔn)和測定前準(zhǔn)備工作繁瑣等缺點(diǎn),使其實(shí)際利用率非常低。因此,為了改善儀器的缺陷,充分發(fā)揮該儀器快速準(zhǔn)確測定的優(yōu)點(diǎn) ,筆者采用cms-100便攜式快速氣相色譜儀與外接熱吹掃恒溫大體積定量管進(jìn)樣系統(tǒng)聯(lián)合使用。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2 . 1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

gc:cms-100便 攜 式 氣 相 色 譜 儀 帶maid檢測器、不帶定量環(huán);外接熱吹掃恒溫大體積定量管進(jìn)樣器。

分析色譜柱:hp-inniwax柱 30m×53μm×1.00μm。

標(biāo)準(zhǔn)液:用苯、甲苯、乙苯、對-二甲苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯、苯乙烯等混合標(biāo)準(zhǔn)液配置標(biāo)氣。

2 . 2 儀器操作條件

快速氣相色譜儀的操作條件:載氣壓力12psi,采樣時間30s,吸附管干吹時間為50s,平衡時間30s,熱解吸時間4s,柱箱溫度65℃,分析時間6min。外接熱吹掃大體積定量管進(jìn)樣器的操作條件:樣品輸出管隔熱處理,50ml恒溫定量管恒溫70℃,10ml的恒溫加熱器恒溫70℃。

2.3 cms-100氣相色譜儀氣路系統(tǒng)圖和外接

熱吹掃恒溫大體積定量管進(jìn)樣器氣路圖

如圖1，2所示。

從圖1、圖2中氣路連接可以看到接色譜吹掃氣出口的氣體首先進(jìn)入10ml恒溫加熱器加熱,加熱后的熱吹掃氣再進(jìn)入50ml恒溫定量管,熱吹掃出50ml恒溫定量管的氣體樣品,氣體樣品zui后進(jìn)入色譜樣氣入口,進(jìn)入色譜儀進(jìn)行測定。圖2中,50ml恒溫定量管的選定是根據(jù)測定環(huán)境大氣的苯系物時,選定校準(zhǔn)物濃度;再根據(jù)快速色譜儀的采樣時間(15s)、采樣泵流量(200ml/min),算出定量管的容量是:200×15/60=50ml。50ml恒溫定量管及10ml恒溫加熱器的恒溫70℃是根據(jù)色譜儀直接進(jìn)樣測定的結(jié)果比較色譜儀連接外接熱吹掃恒溫50ml定量管進(jìn)樣系統(tǒng)測定結(jié)果是否相符,及外接進(jìn)樣系統(tǒng)各種溫度變化對檢測結(jié)果的影響大 小等因素進(jìn)行選定的值。

2 . 4 樣品的采集和測定

3l氣袋或100ml針筒常溫下采集樣品,采樣量100ml。根據(jù)上述操作條件,校準(zhǔn)儀器,測定樣品。

3 測定結(jié)果與討論

3 . 1 準(zhǔn)確度

在操作條件下,用混合標(biāo)準(zhǔn)液配成所需濃度標(biāo)氣,對苯、甲苯、乙苯、對(間)-二甲苯、鄰-二甲苯重復(fù)測定6次,精度誤差小于9%,達(dá)到了氣相色譜儀采用單點(diǎn)校準(zhǔn)分析測定樣品時,分析精度預(yù)期為實(shí)際值的10%至20%的要求。各組分的度測定結(jié)果見表1。

3 . 2 回收率試驗(yàn)

在選定的相同操作條件下,分別以純凈空氣為底氣,將自配的標(biāo)準(zhǔn)氣配成3種不同濃度的樣品氣。組分分別是苯、甲苯、乙苯、對(間)-二甲苯、鄰-二甲苯、苯乙烯。按分析樣品操作條件進(jìn)行測定各組樣品的回收率,測定結(jié)果見表2。從表2可以看出各組樣品相對回收率都大于95%,這是由于該類有機(jī)物雖然易于揮發(fā),但儀器采用tenax直接吸附,吸附時間為30s,解析時間為4s,因此各組回收率還是非常高。

3 . 3 方法的zui低檢出限

本方法的zui低檢測限可采用下述方法得出:取6個苯系物標(biāo)準(zhǔn)為200μg/m3的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行平行測定,計(jì)算出苯系物的相對偏差(s,μg),則方法的zui低檢測限為mdl(μg)=3s。試驗(yàn)結(jié)果顯示 ,當(dāng)采樣體積為50ml時,該方法的苯、甲苯、乙苯、對(間)-二甲苯、鄰-二 甲 苯 、苯 乙 烯 等 的 zui 低 檢測限分別是＜0.015mg/m3、＜0.015mg/m3、＜0.006mg/m3、＜0.006mg/m3、＜0.006mg/m3、＜0.018mg/m3。

3. 4 采用5 0ml 恒溫定量管的討論

50ml恒溫定量管在普通氣相色譜儀分析中幾乎不用,這是因?yàn)?0ml定量管的樣品靠載氣送入色譜柱時間長差不多2minus,由于載氣的冷卻,管道吸附樣品。但筆者很好地利用了cms-100快速色譜儀的預(yù)濃縮管及大流量真空泵,創(chuàng)新地采用10ml恒溫加熱器加熱吹掃氣體吹掃采樣管道和50ml恒溫定量管樣品。預(yù)濃縮管的優(yōu)點(diǎn)是只要在富集值范圍內(nèi),什么時候有樣品進(jìn)入都能吸附;大流量真空泵的優(yōu)點(diǎn)是快速將樣品送入預(yù)濃縮管;熱吹掃的優(yōu)點(diǎn)是*地清掃殘留在管道中的樣品,把樣品全部送入預(yù)濃縮管中。從測定結(jié)果可以看出:50ml恒溫定量管的應(yīng)用和所選定的50ml定量管的恒溫70℃都是非常理想的;快速色譜儀測定精度提高了一個數(shù)量級;每次測定樣品后,再測定樣品的空白值都低于儀器的檢測下限。

3 . 5 提高快速氣相色譜儀實(shí)際利用率

快速氣相色譜儀由于采用外接熱吹掃恒溫50ml定量管進(jìn)樣系統(tǒng),進(jìn)樣量準(zhǔn)確,每次色譜進(jìn)樣過程中熱吹掃氣都具有自動吹掃氣體死體積功能。其次將攜帶式氣相色譜儀改為固定式氣相色譜儀使用,將載氣改為外接的40l載氣瓶載氣供應(yīng),還增加了1級降壓穩(wěn)壓閥,載氣流量變得非常穩(wěn)定。經(jīng)過上述改進(jìn),現(xiàn)在快速氣相色譜儀1個上午可以連續(xù)測定不同地點(diǎn)不同濃度的幾十個樣品,極大地提高了快速氣相色譜儀的實(shí)際利用率。

4 結(jié)語

從圖1和圖2可以看到:氣體測定氣路連接與土樣、水樣測定時氣路連接一樣,因此吹掃氣進(jìn)入色譜儀的壓力和流量都是一樣的,外接進(jìn)樣器和色譜儀能很好配合使用 。從測定結(jié)果和討論可以得出結(jié)論 :cms-100便攜式快速氣相色譜儀與外接熱吹掃恒溫大體積定量管進(jìn)樣系統(tǒng)聯(lián)合使用,能夠清除快速氣相色譜儀的缺陷影響,提高儀器測量精度和實(shí)際利用率,充分發(fā)揮儀器快速測定的優(yōu)點(diǎn)。從測定結(jié)果還可以得出:儀器精度誤差小于9%,各組樣品相對回收率大于95%以上,方法的zui低檢出濃度0.006mg/m3,達(dá)到了氣相色譜儀采用單點(diǎn)校準(zhǔn)分析測定樣品時,分析精度預(yù)期為實(shí)際值的10%至20%的要求。該方法現(xiàn)己應(yīng)用于環(huán)境大氣、外排工業(yè)廢氣等氣體樣品的測定,結(jié)果滿意。