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光离子化气相色谱法 I.3.1相关标准及依据 本方法主要依据GB/T 18883 《室内空气质量标准》,并参照了美国国家环保局EPA21《挥发性有机化合物泄漏的测定》和EPA方法8020《芳香烃挥发性有机化合物的测定》。 I.3.2 原理 将空气样品直接注入光离子化气体分析仪,样品由色谱柱分离后进入离子化室,在真空紫外光子的轰击下,将苯、甲苯、二甲苯电离成正负离子(该过程称为离子化)。测量离子电流的大小,就可确定苯、甲苯、二甲苯的含量,根据色谱柱的保留时间对苯、甲苯、二甲苯定性。 I.3.3 测定范围 以苯为标准物质,苯的检出限为:5µg/m3,浓度范围为:5µg/m3~500mg/m3(进样1mL)。 I.3.4 试剂和材料 I.3.4.1 正己烷:分析纯; I.3.4.2 苯:分析纯; I.3.4.3 甲苯:分析纯; I.3.4.4 二甲苯:分析纯; I.3.4.5 5A分子筛:φ2.8 ~φ4.5mm,用于净化载气; I.3.4.6 椰子壳活性炭:20 ~40目,用于净化载气; I.3.4.7 高纯氮气:99.999%; I.3.4.8 压缩空气:钢瓶空气; I.3.4.9 正己烷、苯、甲苯、二甲苯(浓度均为400μg/m3)的标准混合气的制备 采用添加一定数量的纯标准物质来制备标样,所加纯物质的质量由下面的公式计算: 式中: m——纯标准物质的质量,g; C——标准样品浓度,mg/m3; T0——标准状态的绝对温度,273K; T——配制样品时环境的绝对温度,K; V——标样体积,L; P——环境大气压,kPa; Po——标准大气压,101.3kPa。 当环境温度为25℃时,一个大气压时,在气袋中充有1L的高纯氮气,制备400mg/m3储备气,需加入正己烷的量: 25℃正己烷的密度为0.659g/mL,因此加入正己烷的体积为: 依据上述方法,在25℃时,已知正己烷、苯、甲苯、二甲苯的密度分别为0.659g/mL、0.879g/mL 、0.866g/mL和0.869g/mL(间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯的密度分别为0.864g/mL、0.881g/mL和0.861g/mL,假设按体积比1:1:1混合,混合后的密度为0.869g/mL)。分别准确取上述液体0.56μL,0.42μL、0.42μL和0.42μL,加入到充有1L高纯氮气的气袋中,混和均匀后制备成正己烷、苯、甲苯和二甲苯浓度均为400mg/m3的储备气体。再准确抽取1mL储备气体,注入到另一个充有1L高纯氮气的气袋中(稀释1000倍),制备出正己烷、苯、甲苯、二甲苯浓度均为400μg/m3的标准混合气。也可采用其它方法配制以上浓度的标准混合气体。 I.3.5 仪器和设备 I.3.5.1 光离子化检测器气相色谱仪。 I.3.5.2 色谱柱:10%SE-30(5%Chromsorb G);尺寸:1.2m×φ3mm;聚四氟乙烯填充柱。 I.3.5.3 气袋:1L,Tedlar或铝-聚酯薄膜采样袋。 I.3.5.4 微量进样器:1μL,经校正。 I.3.5.5 注射器:1mL,经校正。 I.3.5.6 转子流量计:0~60 mL/min,经校正。 I.3.5.7 经校正的温湿度计。 I.3.5.8 经校正的气压表。 I.3.6 采样和保存方法 用采样袋,抽取现场空气冲洗3次,采气1L,密封进气口,带回实验室分析,也可以将仪器带到现场分析。空气中苯、甲苯、二甲苯浓度在50μg/m3量级的样品保存时间不超过24h。 I.3.7 分析步骤 I.3.7.1 色谱分析条件 I.3.7.1.1 环境要求 除特殊规定者外,试验场所的环境条件如下: 温 度:10℃~35℃; 相对湿度:≤85%RH; 大 气 压:86 kPa~106 kPa。 I.3.7.1.2 载气 普通钢瓶压缩空气,柱前压0.3MPa; 载气流速:最佳流速15mL/min左右,用转子流量计在出口处监测流量。 I.3.7.2 仪器的启动 按仪器说明书启动仪器,预热时间应不小于等于30 min。 I.3.7.3 测定相对校正因子(相对于正己烷) 采用内标法,内标物为正己烷,测定苯、甲苯、二甲苯的相对校正因子。准确抽取1mL标准混合气体(浓度见I.3.4.9)进样,测量保留时间及峰高(峰面积),根据保留时间对正己烷、苯、甲苯、二甲苯定性,以其峰高(峰面积)进行定量分析。重复进样3次,取其中两次峰高(峰面积)相近者的平均值,计算苯、甲苯、二甲苯的相对校正因子: 式中: fi——待测物质的相对校正因子 I.3.7.4 样品的定性和定量分析 在相同的色谱条件下,以正己烷为内标物,准确抽取正己烷液体0.56μL,加入到充有1L高纯氮气的气袋中,混和均匀后再从气袋中准确抽取1mL气体,注入到另一个充有1L被测样气的采样袋中(稀释1000倍),混合均匀,正己烷的浓度为400μg/m3。然后准确从采样袋中抽取被测样气1mL进样,测量保留时间及峰高(峰面积),根据保留时间对正己烷、苯、甲苯、二甲苯定性,以其峰高(峰面积)进行定量。重复进样3次,取其中两次峰高(峰面积)相近者的平均值。 I.3.8 结果计算 空气中苯、甲苯或二甲苯浓度的计算公式: C待测= 式中: C待测——空气中苯或甲苯的浓度,mg/m3; h待测——空气中苯或甲苯的峰高(峰面积)的平均值; fi——由I.3.7.3得到的苯、甲苯或甲苯的相对校正因子; C正己烷——内标物正己烷的浓度, mg/m3; h正己烷——内标物正己烷峰高(峰面积)的平均值。 I.3.9 精密度和准确度 变异系数取决于进样误差(小于5%),准确度取决于标准气的不确定度(小于2%)和仪器的稳定性(小于1%)。 I.3.10 干扰和排除 采用椰子壳活性炭和5A分子筛排除净化载气中的污染物,降低了背景,提高了灵敏度,消除了样品电离电位高于10.6eV化学物质的干扰;加之采用了气相色谱分离技术,选择合适的色谱分离条件,可以消除样品中其它有机杂质气体对被测物质的干扰。其次,直接进样分析,消除传统的吸附—热解吸—氢火焰色谱法带来的样品回收率问题。 |