气相色谱法测定固定污染源排气中乙醇

摘要：建立了用气相色谱法测定固定污染源排气中乙醇的检测方法。通过稳定性试验比对，采用聚氟乙烯气袋（PVF气袋）采集固定污染源排气中的乙醇，通过直接进样，用GDX-102(2m×3mm)填充柱分离，氢火焰检测器检测。本方法中乙醇的加标回收率为82.5%-95.3%；方法检出限为0.53mg/m³ 。本方法前处理简便，无需使用有机溶剂，降低实验过程中的二次污染，分离度好，灵敏度高，检出限可以满足固定污染源排气的分析要求。

关键词：固定污染源排气；乙醇；聚氟乙烯气袋；气相色谱法

Determination of ethanol in Stationary Source emission

by gas chromatography

Chen Guilin,Ge Yinling,Wu Guangyuan

(Centre Testing International Corporation, Shenzhen, Guangdong)

Abstract: Method establish the determination of ethanol in Stationary Source emission by gas chromatography .Through the stability testing, the method uses PVF airbags to sample ethanol in Stationary Source emission.By direct sampling,the method uses packed column GDX- 102 (2 m * 3 mm) to separate, uses hydrogen flame detector to detect . The recovery of the method is within 82.5% - 95.3% ,and the method detection limit is 0.53 mg/m³. The pretreatment is simple, without using organic solvent. The method reduces the secondary pollution in the experimental process, has good separating degree,and the sensitivity can meet the requirements of stationary sources exhaust analysis.

Key words: stationary sources exhaust; Ethanol; PVF airbag; Gas chromatography.

乙醇在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它能以任何比例与水互溶，也能与多数有机化合物互溶；乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料；也可用做溶剂、浸提剂及合成原料；在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。有些城市已经工业企业挥发性有机物排放控制标准已将其纳入特定行业的特征挥发性有机物，然而目前国内尚无固定污染源排气中乙醇的检测标准；本文采用聚氟乙烯气袋采集固定污染源排气中的乙醇，直接进样，用气相色谱法测定，污染小，分离度好，灵敏度高。检出限可以满足固定污染源排气的分析要求。

1.试验

1.1 试剂、材料和仪器

气相色谱仪（SP-2100A）,具有氢火焰检测器；GDX-102(2m×3mm)填充柱；乙醇（色谱纯）、乙醇标准气体（415.5mg/m³）；高纯氮气(纯度≥99.999%)，高纯空气（纯度≥99.999%），氢气发生器；聚氟乙烯气袋（2L）、铝箔气袋（2L）；气体进样针（1mL），玻璃注射器（1mL、2mL、5mL、10mL、50mL、100mL）；采气泵（满足0.1-1L/min流量的隔膜泵或其他类型的采气泵）

1.2 色谱条件

柱温：120℃

进样口温度：180℃

检测器温度：200℃

载气流速：30mL/min

氢气流速：40mL/min

空气流速：400mL/min

进样量：1ml

1.3样品处理

    用采样器连接聚氟乙烯气袋，以0.4L/min 的速度采集固定污染源排气 5min,采集后密封，24小时内送至实验室，检测分析；用1ml注射器取贮存于聚氟乙烯气袋中的样品气，反复置换3次后，取1.0ml样品气进行分析，每个样品平行分析两次，以峰面积的平均值进行定量计算。

2.结果和讨论

2.1采样容器的选择：

    在室温条件下，初步选择铝箔气袋、玻璃注射器、聚氟乙烯气袋三种类型的容器作为采样容器，经8小时稳定实验比对后，注射器中样品气浓度的下降率为16.1%-22.9%，铝箔气袋中样品气浓度的下降率为17.9%-21.7%，聚氟乙烯气袋中样品气浓度的下降率为2.1%，故选择聚氟乙烯气袋为固定污染源排气的采样容器。在室温条件下，再用聚氟乙烯气袋进行稳定性试验，经过24小时的稳定性试验后，聚氟乙烯气袋中样品气浓度的下降率为5.6%，低于10%；故可以证明在室温条件下，样品气在聚氟乙烯气袋中可保存24小时。

2.2标准曲线和方法检出限

2.2.1线性范围：

    室温条件下，取乙醇(色谱纯)1.0ul，注入100ml注射器中，用高纯空气定容至100ml，浓度值为7890mg/m³,再分别稀释1000倍、500倍、200倍、100倍、50倍、20倍、10倍、5倍，各浓度值分别为7.89mg/m³、15.78mg/m³、39.45mg/m³、78.90mg/m³、157.8mg/m³、394.5mg/m³、789.0mg/m³、1578.0mg/m³，按上述色谱条件，分别进样1.0mL,进行分析，以保留时间定性，峰面积外标法定量，得出乙醇的线性方程：Y=3305X ,相关系数R=0.9991，相关系数大于0.995，故证明乙醇在7.89mg/m³到1578.0mg/m³范围内呈线性，且在测浓度范围内满足检测的需求。

2.2.2方法检出限：

空白试样加标后，按照试验方法处理，以3倍的信噪比计算方法的检出限（3S/N）为0.53mg/m³，体积为100mL。

2.3方法的抗干扰性

根据1.2色谱条件，模拟污染源中可能存在的干扰气体，配制甲醇、乙醇、异丙醇混合标气，进甲醇、乙醇、异丙醇混合标气1.0mL，见图1；可以看到三者能够达到基线分离，分离度良好，故能证明该方法不受甲醇、异丙醇的干扰。 

图1 甲醇、乙醇和异丙醇色谱图

Fig.1 methaol,alcohol,isopropanol spectrogram

2.4精密度和准确度

2.4.1精密度

按照样品分析的全部步骤，分别重复分析7个高浓度和7个低浓度的样品，按照峰面积计算相对标准偏差，结果见表1：

   表1 高低浓度样品测定的相对标准偏差

Tab.1 RSD of high and low concentration with GC

    两个浓度点的样品相对标准偏差分别为2.0%和5.2%，均小于10%，故证明该方法的精密度良好。

2.4.2准确度

2.4.2.1按照样品分析的全部步骤，分别对低浓度样品、中浓度样品和高浓度样品进行加标回收，测得的加标回收率结果见表3：

表2 不同浓度乙醇回收率试验

Tab.2 Recovery of different concentration of alcohol

   本方法测得的回收率均在82.5%-95.3%，均在80-120%之间，故证明该方法回收率良好。

2.4.2.2按照样品分析的全部步骤，对标准值为415.5mg/m³的乙醇标准气体进行测定，测定值为419.1mg/m³，相对误差为0.9%，小于10%，故证明该方法的准确度高。

3.小结

    本文研究建立了固定污染源排气中乙醇的检测方法，该方法采用聚氟乙烯气袋采集气体样品，直接进样，用气相色谱法测定。结果表明该方法的稳定性良好、准确度、精密度高、线性范围广、方法检出限能够满足固定污染源排气的要求，实验过程中不需要使用溶剂解吸，故大大降低了实验过程中的二次污染，从而降低了实验过程中的环境污染，可用于固定污染源排气中污染物乙醇环境监测。

4. 参考文献

[1] HJ 168-2010环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].

[2] HJ 732-2014 固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法[S].

[3] HJ/T 33-1999 固定污染源甲醇测定[S].

[4] GB/T 32465-2015 化学分析方法验证确认和内部质量控制要求[S].