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。創建cms-100氣相色譜儀的外接熱吹掃恒溫50ml定量管準確進樣系統,結合cms-100氣相色譜儀的預濃縮和快速熱脫附技術、高靈敏度maid的檢測器系統,快速準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的有機化合物靈敏,檢測限是6μg。當采樣體積為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,可以現場快速監測的優點,但也由于其體積大、攜帶載氣量少、取樣量不準、進樣管中殘留氣體的“挾帶”及“柱存貯”效應使結果不準和測定前準備工作繁瑣等缺點,使其實際利用率非常低。因此,為了改善儀器的缺陷,充分發揮該儀器快速準確測定的優點 ,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樣系統聯合使用。

2 實驗部分

2 . 1 實驗儀器和試劑

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

分析色譜柱:hp-inniwax柱 30m×53μm×1.00μm。

標準液:用苯、甲苯、乙苯、對-二甲苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯、苯乙烯等混合標準液配置標氣。

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圖和外接

熱吹掃恒溫大體積定量管進樣器氣路圖

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入10ml恒溫加熱器加熱,加熱后的熱吹掃氣再進入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后進入色譜樣氣入口,進入色譜儀進行測定。圖2中,50ml恒溫定量管的選定是根據測定環境大氣的苯系物時,選定校準物濃度;再根據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℃是根據色譜儀直接進樣測定的結果比較色譜儀連接外接熱吹掃恒溫50ml定量管進樣系統測定結果是否相符,及外接進樣系統各種溫度變化對檢測結果的影響大 小等因素進行選定的值。

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。根據上述操作條件,校準儀器,測定樣品。

3 測定結果與討論

3 . 1 準確度

在操作條件下,用混合標準液配成所需濃度標氣,對苯、甲苯、乙苯、對(間)-二甲苯、鄰-二甲苯重復測定6次,精度誤差小于9%,達到了氣相色譜儀采用單點校準分析測定樣品時,分析精度預期為實際值的10%至20%的要求。各組分的度測定結果見表1。

3 . 2 回收率試驗

在選定的相同操作條件下,分別以純凈空氣為底氣,將自配的標準氣配成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行測定各組樣品的回收率,測定結果見表2。從表2可以看出各組樣品相對回收率都大于95%,這是由于該類有機物雖然易于揮發,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個苯系物標準為200μg/m3的標準樣品進行平行測定,計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。試驗結果顯示 ,當采樣體積為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,這是因為50ml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快速色譜儀的預濃縮管及大流量真空泵,創新地采用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。預濃縮管的優點是只要在富集值范圍內,什么時候有樣品進入都能吸附;大流量真空泵的優點是快速將樣品送入預濃縮管;熱吹掃的優點是*地清掃殘留在管道中的樣品,把樣品全部送入預濃縮管中。從測定結果可以看出:50ml恒溫定量管的應用和所選定的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定量管進樣系統,進樣量準確,每次色譜進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,還增加了1級降壓穩壓閥,載氣流量變得非常穩定。經過上述改進,現在快速氣相色譜儀1個上午可以連續測定不同地點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際利用率。

4 結語

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,因此吹掃氣進入色譜儀的壓力和流量都是一樣的,外接進樣器和色譜儀能很好配合使用 。從測定結果和討論可以得出結論 :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樣系統聯合使用,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際利用率,充分發揮儀器快速測定的優點。從測定結果還可以得出: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,達到了氣相色譜儀采用單點校準分析測定樣品時,分析精度預期為實際值的10%至20%的要求。該方法現己應用于環境大氣、外排工業廢氣等氣體樣品的測定,結果滿意。