固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法

固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法

国联质检：孙哲

一、 方法概述
非甲烷总烃，指甲烷以外的碳氢化合物的总称，在本标准规定的条件下所测得的NMHC是与气象色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计。
用双柱氢火焰离子化检测器气象色谱仪，注射器直接进样，分别测定样品中的总烃和甲烷含量，以两者之差得非甲烷总烃含量，同时以除烃空气求氧的空白值，以扣除总烃色谱峰中的氧峰干扰。
二、仪器和设备
2.1：气相色谱仪：附氢火焰离子化检测器。
2.2：色谱柱
2.2.1 ：甲烷柱
2.2.2：总烃柱
2.3：色谱柱的填充和老化方法。
2.4：注射器：全玻璃制1ml、5ml、20ml、50ml、100ml若干
2.5：玻璃真空采样瓶：1L
2.6：铝箔复合气体采样袋：3-5L
2.7采样系统
参考GB16157-1996中9.3配置采样装置。
2.7.1采样管
用不锈钢、硬质玻璃或氟树脂材料，具有适当尺寸的管料。
2.7.2流量计量装置
2.7.3抽气泵
2.7.4连接管
聚四氟乙烯软管或内衬聚四氟乙烯薄膜的硅橡胶管。
2.7.5无碱玻璃棉
三、 试剂和材料
3.1：硅胶
3.2：5A分子筛
3.3：活性炭：15#
  用6mol/L盐酸溶液浸渍后，用水稀释至标线中性，在105℃烘干备用。
3.4：盐酸
3.5：磷酸
3.6 ：盐酸1+1
3.7 ：磷酸3mol/L
  用量筒取磷酸38ml缓慢倒入水中，在用水稀释到100ml.
3.8：氧气：经5A分子筛、活性炭和硅胶净化处理。
3.9：空气：经5A分子筛、活性炭和硅胶净化处理。
3.10：氮气：体积分数为99.5%，经5A分子筛、活性炭和硅胶净化处理。
3.11：四氧化三钴：6-10目
3.12：钯6201催化剂：60-80目（参见GB/T15263-1994）
3.13：甲烷标准气体：浓度按需要而定。
3.14：丙烷标准气体：浓度按需要而定。
3.15：除烃空气
借助于四氧化三钴或钯6201的催化作用，除去空气中烃类物质。
3.16：高纯氮：体积分数为99.99%。
3.17：甲烷和丙烷混合标准气体，浓度按需要而定。
    （参见《空气和废气监测分析方法》）
四、样品采集
4.1样品容器的洗涤
真空采样瓶或注射器使用前必须用3.3mol/L磷酸溶液洗涤，然后用水漂洗干净，干燥后用氮气置换。
4.2有组织监测排放采样
    按GB16157-1996中9.3或图30连接采样装置，并按GB16157-1996中9.4有关部分操作采样。若排气中具有固体颗粒物，应在采样头加适量玻璃棉过滤。采样完毕后，将真空活塞关闭，带回实验室。
    有组织监测排放采样位置和采样点按GB16157-1996中9.1.1和9.1.2执行。
4.3无组织监测排放采样
      按GB16297-1996附录C规定，确定无组织监测排放点的位置，或按其它特定要求确定采样点位置，于现场直接采样，结束后，避光带回实验室。
4.4样品保存
      采集好的样品应避光保存尽快分析，一般放置不超过12h
五、 分析步骤
5.1色谱条件
5.1.1进样器温度：100℃-100℃
5.1.2层析室温度：70℃-80℃
5.1.3检测器温度：100℃-110℃
5.1.4氢气流量25ml/min、空气流量400ml/min
    载气流量，甲烷柱约20ml/min，总烃柱40-50ml/min
5.1.5进样量：1ml
5.2 绘制校准曲线
5.2.1标准系列的制备：用混合标准气体稀释，配置5个浓度的标准气，形成标准系列。
5.2.2标准系列的测定
在固定色谱条件下，准确抽取1.0ml标准系列的气体样品，分别在总烃和甲烷柱进样，每个浓度重复3次，取峰高的平均值。
5.2.3校准曲线绘制
以总烃含量为横坐标，以相对应的平均峰高为纵坐标，绘制总烃校准曲线。
以甲烷含量为横坐标，以相对应的平均峰高为纵坐标，绘制甲烷校准曲线。
分别计算总烃和甲烷的校准曲线线性回归方程。
5.3样品测定
5.4氧峰测定.
    样品气体中含有氧气。由甲烷柱得到色谱图中，氧峰已与甲烷分开。但由总烃柱得到的总烃峰中包含氧峰，扣除。
六、计算结果
6.1定量分析
校准曲线

编号	0	1	2	3	4
浓度mg/m3	8.8200	17.6400	26.4600	35.280	44.1000
峰面积	8142	12792	16888	20822	25285

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C样=K/c样

C稀=（h样-a）/b

    式中：h样：被测样品中甲烷或总烃色谱峰高，mm
          C样：样品中的甲烷和总烃浓度
          C稀：被测样品中的甲烷和总烃浓度
          a：回归方程中的截距
          b：回归方程中的斜率
          K：样品稀释倍数
      样品中非甲烷总烃的浓度按下式计算

C(NMHC)=C(TC)-C(甲烷)

      式中：C(NMHC)：样品中非甲烷总烃的浓度
            C(TC)：样品中总烃浓度
            C(甲烷)：样品中甲烷浓度
      采样校准曲线法进行定量分析时，每次开机测定样品之前，均要绘制校准曲线，然后每测定5-10个样品，插入校准曲线中任一浓度适当的标准样，其测定值于原测定值比较，变化不应大于5%，否则应重新绘制校准曲线。
6.2NMHC有组织监测排放浓度计算
6.2.1注射器或采样瓶干采气体积计算
      参见GB16157-1996中10.3和10.4
6.2.2 NMHC有组织监测排放浓度计算
      按GB16157-1996中11.1.2或11.1.4计算
6.3 NMHC有组织监测排放速率计算
      按GB16157-1996中11.4
6.4 NMHC无组织监测排放浓度值计算
6.4.1无组织监测排放浓度值计算
        按GB16297-1996附录C中C2.3计算
七、方法检出限
连续测进样量为100ml洁净空气，测定七次。
1、测定结果：                                            单位：mg/m³

编号	1	2	3	4	5	6	7
总烃结果	2.054	2.026	2.010	2.015	2.021	2.044	2.037
甲烷结果	1.595	1.463	1.557	1.658	1.605	1.599	1.560
非甲烷总烃结果	0.459	0.563	0.453	0.357	0.416	0.445	0.477
平均值	0.453
标准偏差	0.062

2、检测限计算及结果表
计算公式：MDL＝S×t（n-1，0.99）                          单位：mg/m³

参数	S	n-1	t	MDL	检出限
计算结果	0.0001	6	3.143	0.061	0.002

本实验方法的检出限为0.002 mg/m³，符合《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》HJ/T38-1999给出的0.004mg/m³的要求
八、精密度
    对标准样品（甲烷浓度为11.4mg/m³；总烃浓度为44.1mg/m³的混合气体)进行6次测定，取样体积为40ml。结果测定如下：

测定次数（n）	1		2	3		4	5	6
标准值（11.4mg/m3）	甲烷浓度为11.4mg/m3；总烃浓度为44.1mg/m3
测定甲烷含量（mg/m3）	4.561		4.594	4.516		4.586	4.411	4.493
测定总烃值（mg/m3）	17.920		18.160	17.950		18	17.990	17.990
非甲烷总烃值（mg/m3）	13.359	13.566			13.434	13.414	13.579	13.497
评均值	13.475
标准偏差	0.0877
相对标准偏差	0.7%

九、准确度
  对浓度为32.7mg/m³的标准样品进行六次测定，结果如下：

试样准确度的测定结果

测定次数（n）	测定结果（mg/m3）	真值（mg/m3）	绝对误差	相对误差（%）
1	33.535	32.7±0.981	0.835	2.6
2	33.947		1.247	3.8
3	33.742		1.042	3.2
4	33.51		0.81	2.5
5	33.42		0.72	2.2
6	33.61		0.91	2.8
平均值	33.63		0.93	2.8

十、总结
本方法的检出限为0.002mg/m³ ，符合《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》HJ/T38-1999给出的0.004mg/m³的要求；本方法精确度的相对标准偏差为3。4%，符合《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》HJ/T38-1999给出的0.7%~9.0%的要求；本方法的准确度的相对误差值在2.2%~3.8%之间，满足《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》HJ/T38-1999中要求的的要求。
通过对固定污染源排气中非甲烷总烃的测定方法的检出限、精密度和准确度的评价，本方法测定固定污染源排气中非甲烷总烃数据准确，结果可信。
此方法在我实验室应用的准确性好，测定结果真实可靠，可用于固定污染源排气中非甲烷总烃的测定。

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