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活性炭吸附-二硫化碳解吸-气相色谱法

发布时间:2022-04-13   作者:金益谱  浏览:
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1 相关标准和依据


本方法主要依据环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法(HJ584)。


2 原理


用活性炭采样管富集室内空气中苯、甲苯和二甲苯,用二硫化碳进行溶剂解吸,使用带有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪测定分析。


3 试剂和材料


3.1 二硫化碳:色谱纯。二硫化碳在使用前应经过气相色谱仪鉴定是否存在干扰峰。


3.2 标准溶液:苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯有证标准溶液。


3.3 载气:氮气,纯度99.999%。


3.4 燃烧气:氢气,纯度99.99%。


4 仪器和设备


4.1 气相色谱仪:配备氢火焰离子化检测器。


4.2 色谱柱:固定液为聚乙二醇的毛细管柱,30 m × 0.25 mm,膜厚0.25 μm,或等效毛细管柱。


4.3 恒流空气采样泵:在0.02 L/min ~ 0.5 L/min内精确保持流量。


4.4 活性炭采样管:采样管为硬玻璃材质,采样管内装有两段特制的活性炭,a段100 mg,b段50 mg。a段为采样段,b段为指示段,两端和前后两段之间用聚氨酯泡沫塑料等固定材料加以固定分隔,详见图2。

活性炭吸附-二硫化碳解吸-气相色谱法(图1)

图2 活性炭采样管


4.5 微量进样器:1 μL ~ 10 μL,精度0.1 μL。


4.6 玻璃小瓶:1.5 mL。


4.7 移液枪:1 mL。


4.8 温度计:精度0.1 ℃。


4.9 气压计:精度0.01 kPa。


5 样品采集和保存


5.1 样品采集


5.1.1 流量校准


在采样现场,将一支采样管与空气采样装置相连,调整采样装置流量,此采样管仅作为调节流量用,不用作采样分析。


5.1.2 现场空白样品采集


每次采集样品,都应至少带一个现场空白样品。现场空白样品采集方式为将活性炭管运输到采样现场,敲开两端后立即用聚四氟乙烯帽密封,并同已采集样品的活性炭管一同存放并带回实验室分析。


5.1.3 现场样品采集


敲开活性炭采样管的两端,与采样器相连(a段为气体入口),检查采样系统的气密性。以0.4 L/min的流量采集至少60 min,同时记录采样器流量、当前温度、气压及采样时间和地点。采样完毕前,再次记录采样流量。


5.2 样品保存


采样后立即用聚四氟乙烯帽将活性炭采样管的两端密封,避光密闭保存,室温下8 h内测定,否则放入密闭容器中,-20 ℃下可保存1 d。


6 分析步骤


6.1 推荐分析条件


升温程序:初始温度65 ℃保持5 min,以5 ℃/min速率升温到90 ℃保持2 min;载气流量:1 mL/min;进样口温度:150 ℃;检测器温度:250 ℃;尾吹气流量:30 mL/min;氢气流量:40 mL/min;空气流量:400 mL/min;分流比:8:1;分流流量:8 mL/min。洗针溶剂:气相色谱仪进样针洗针溶剂选择二硫化碳,避免选择甲醇、乙醇等与待测组分保留时间相近的溶剂。


6.2 校准


6.2.1 标准系列的制备


分别准确吸取适量标准溶液,用二硫化碳定容,配制成质量浓度依次为0.5 μg/mL、1 μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL和50 μg/mL的校准系列。分别准确吸取标准系列溶液1 μL注射到气相色谱仪进样口。


6.2.2 校准曲线的绘制


根据各待测组分浓度和响应值绘制校准曲线。毛细管柱参考色谱图,参见图3。

活性炭吸附-二硫化碳解吸-气相色谱法(图2)

6.3 测定


6.3.1 样品测定


将活性炭采样管中a段和b段固定材料取出,分别倒入1.5 mL玻璃小瓶中,每个小瓶中准确加入1 mL二硫化碳,拧紧瓶盖,室温下解吸1 h,定时振摇,使活性炭颗粒和二硫化碳充分混匀,静置分层后,取上清液1 μL,注射到气相色谱仪中,待测组分经色谱柱分离后,由氢火焰离子化检测器进行检测。现场空白活性炭管与已采样的样品管同批测定。


6.3.2 定性分析


根据保留时间定性。


6.3.3 定量分析


根据校准曲线计算待测组分含量。


7 结果计算与表示


7.1 结果计算


室内空气中待测组分浓度,按照公式(2)进行计算:


活性炭吸附-二硫化碳解吸-气相色谱法(图3)

式中:


ρ     ——室内空气中待测组分质量浓度,mg/m3;

W    ——由校准曲线计算的样品解吸液中待测组分的质量浓度,μg/mL;

W0   ——由校准曲线计算的空白解吸液中待测组分的质量浓度,μg/mL;

V1    ——二硫化碳体积,mL;

V2    ——参比状态下的采样体积,按照附录A公式(A.1)换算,L。




7.2 结果表示


当测定结果小于0.1 mg/m3时,保留到小数点后三位;大于等于0.1 mg/m3时,保留三位有效数字。


8 方法特性


8.1 检出限


当采样体积为24 L时,苯、甲苯和邻二甲苯的检出限为0.008 mg/m3,测定下限为0.03 mg/m3,间二甲苯和对二甲苯的检出限为0.013 mg/m3,测定下限为0.05 mg/m3。


8.2 测量范围


当采样体积为24 L时,用1 mL二硫化碳提取,取1 μL进样,苯、甲苯和邻二甲苯的测量范围为0.03 mg/m3 ~ 2 mg/m3,间二甲苯和对二甲苯的测量范围为0.05 mg/m3 ~ 2 mg/m3。


8.3 精密度和回收率


苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的浓度为0.30 mg/m3和4.00 mg/m3的样品重复测定,苯的相对标准偏差分别为4.1%和2.8%,甲苯的相对标准偏差分别为4.0%和3.3%,对二甲苯的相对标准偏差分别为6.8%和3.2%,间二甲苯的相对标准偏差分别为7.7%和3.1%,邻二甲苯的相对标准偏差分别为3.0%和3.7%;苯的回收率分别为108.1%和98.5%,甲苯的回收率分别为93.5%和98.5%,对二甲苯的回收率分别为89.6%和94.8%,间二甲苯的回收率分别为92.8%和95.9%,邻二甲苯的回收率分别为86.1%和93.9%。


9.1 使用的活性炭应有足够的吸附容量,能满足检测的需要。在气温35 ℃、相对湿度90%以下的环境条件下,穿透容量不低于2 mg被测物,活性炭管的苯、甲苯和二甲苯本底值应低于方法检出限。


9.2 活性炭采样管的吸附效率应在80%以上,即b段活性炭所收集的组分应小于a段的25%,否则应调整流量或采样时间,重新采样。按公式(3)计算活性炭管的吸附效率(%)。


活性炭吸附-二硫化碳解吸-气相色谱法(图4)

式中:


K  ——采样吸附效率,%;


M1——a段采样量,ng;


M2——b段采样量,ng。


9.3 每批样品分析时应带一个校准曲线中间浓度校核点,中间浓度校核点测定值与校准曲线相应点浓度的相对误差应不超过20%。若超出允许范围,应重新配制中间浓度点标准溶液,若还不能满足要求,应重新绘制校准曲线。


9.4 采样过程中如需用到连接管应使用聚四氟乙烯材质,避免使用硅胶软管。


9.5 其他质量保证措施参见附录A.9。


10 方法适用性


本方法中苯的测定下限与标准限值接近,实际样品测定时如果苯的测定结果小于或接近测定下限而影响结果判定,可进一步用方法1或附录F中的测定方法对苯进行准确定量。


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