引言
GB50325-2010 《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》),,指出TVOC是在檢測(cè)條件下,,所測(cè)得空氣中保留時(shí)間在正己烷和正十六烷之間的所有揮發(fā)性有機(jī)化合物的總量,以已知組分苯、甲苯,、乙酸正丁酯,、乙苯、對(duì)(間)二甲苯,、鄰二甲苯,、正十一烷9種,定量分析,,未知組分以甲苯計(jì),,半定量分析。常溫下它們的飽和蒸汽壓均大于133.32Pa,,沸點(diǎn)在50~250范圍內(nèi),,以蒸汽形式存在于空氣中。均有毒性,,刺激性,,致癌性和特殊的氣味,影響皮膚黏膜,;會(huì)引起急躁不安,、頭疼及其它神經(jīng)性問(wèn)題,能引起機(jī)體免疫水平失調(diào),;還能影響消化系統(tǒng),,引起食欲不振、惡心等,;嚴(yán)重時(shí)甚至損傷肝臟和造血系統(tǒng),,對(duì)人體有急性危害。所以在民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染檢測(cè)中,,總揮發(fā)性有機(jī)化合物即TVOC的檢測(cè)顯得尤為重要,。
TVOC測(cè)試分析過(guò)程中樣品測(cè)試周期相對(duì)較長(zhǎng),參照《規(guī)范》附錄G,,TVOC測(cè)定采用熱解吸直接進(jìn)樣氣相色譜法,。主要經(jīng)過(guò)三個(gè)關(guān)鍵過(guò)程:a樣品采集,b標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制,,c樣品分析,。作為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員要兼顧檢測(cè)的性和時(shí)效性,現(xiàn)對(duì)其中幾個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題展開討論:1測(cè)試管制備(包括標(biāo)準(zhǔn)系列管和樣品管)2熱解吸進(jìn)樣3色譜分析條件,。
實(shí)驗(yàn)部分
?。?)儀器設(shè)備
(3)試驗(yàn)方法
用Tenax管吸附樣品,,,,將吸附管置于熱解吸直接進(jìn)樣裝置中,,經(jīng)290℃充分解吸出TVOC組分,使解吸氣體直接由進(jìn)樣閥快速進(jìn)入氣相色譜儀,,在毛細(xì)柱中分配分離后進(jìn)入氫火焰離子化檢測(cè),,以組分流出的保留時(shí)間定性,以組分峰的峰面積定量,。
分析討論
?。?)測(cè)試管制備
1)未采樣管
Tenax-TA吸附管,首先在購(gòu)買驗(yàn)收時(shí)要注意吸附管性能指標(biāo)應(yīng)充分滿足《規(guī)范》要求,,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為吸附劑200mg,,管內(nèi)填充物劑量不夠,或者顆粒過(guò)大易發(fā)生流量大時(shí)穿透現(xiàn)象,;吸附管被反復(fù)過(guò)度使用后,,易導(dǎo)致吸附劑細(xì)化增加阻力,也會(huì)影響采樣流量,。此外《規(guī)范》中規(guī)定
其中為未采樣管本底峰1,,由于個(gè)體和環(huán)境條件差異,本底值并不易控制,,實(shí)際操作起來(lái),,通常盡量使之無(wú)限接近于零,即把吸附管充分活化,,并使同一工程吸附管活化條件,、活化時(shí)間保持一致,做好標(biāo)記,。建議重復(fù)使用的Tenax吸附管采樣前活化40分鐘到1小時(shí),活化溫度300℃,,活化后的吸附管應(yīng)抽檢其熱解吸值,。
2)樣品管采集
現(xiàn)場(chǎng)采樣使用GilianIAQ-Pro空氣恒流采樣泵,當(dāng)采樣阻力出限定值時(shí),,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止采樣,,克服了傳統(tǒng)采樣器可能因電力不足和采樣阻力載等產(chǎn)生的流量失真問(wèn)題。
設(shè)置采樣周期20min,,流量0.5L/min,,記錄采樣時(shí),氣壓,,溫濕度,,以便換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積,同時(shí)要注意室內(nèi)外的溫度差異,,采樣完成時(shí)將采樣管兩端密封,。
采樣溫度以10℃~35℃,,濕度以30%~75%為宜,應(yīng)避免天氣對(duì)采樣的影響,,溫度過(guò)低或過(guò)高,,樣品的吸附效率較差,濕度過(guò)大,,容易造成樣品分析時(shí)發(fā)生熄火現(xiàn)象,;研究發(fā)現(xiàn)常溫采樣時(shí),吸附劑的量越大,,采樣體積越少,,采樣溫度越低,TVOC中各種組分的回收率越高,;隨著溫度升高,,采樣體積增大,越易發(fā)生穿透,,此外Tenax管對(duì)苯的保留能力弱,,其次是甲苯。
3)標(biāo)準(zhǔn)系列管的制備
做標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定時(shí),,標(biāo)準(zhǔn)系列管制備過(guò)程應(yīng)盡可能還原現(xiàn)場(chǎng)采樣過(guò)程,,采用液體外標(biāo)法,用10ul進(jìn)樣針,,取標(biāo)液1ul,,在有100ml/min的氮?dú)馔ㄟ^(guò)吸附管時(shí),將VOCS混標(biāo)溶液注入汽化室,,拔出進(jìn)樣針,,繼續(xù)吸附4min后,讓汽化后的標(biāo)準(zhǔn)溶液充分吸附到吸附管中,,取下密封,。標(biāo)準(zhǔn)系列應(yīng)在相同汽化溫度條件下,筆者所用汽化室溫度為50℃,,用同一根吸附管,,同一根進(jìn)樣針,以減少系統(tǒng)誤差,。
?。?)熱解吸過(guò)程控制
1)預(yù)解吸時(shí)間30~40s
將采樣管安裝接入氣相色譜儀氣路中,并保持采樣吸附時(shí)的進(jìn)氣口和分析解析時(shí)連接檢測(cè)器一端氣路方向一致,;將吸付管置于熱解吸裝置中,,經(jīng)290℃充分解吸后,使解吸氣體直接由進(jìn)樣閥快速進(jìn)入氣相色譜儀,。進(jìn)樣前需經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)熱時(shí)間,,以避免解吸氣體低溫未流出吸附管而可能冷凝于吸附管管口,,而起始溫度高于85℃時(shí),標(biāo)樣吸附管中溶劑峰和苯峰分離不,。參照孫秀萍等人的研究,,預(yù)熱使解吸后進(jìn)氣口溫度接近70℃為宜2,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室條件,,確定在290℃ 時(shí)預(yù)熱30s~40s,,空氣濕度較高以及冬季測(cè)試環(huán)境溫度偏低時(shí),以40s為宜,;再將N2六通閥開至分析位置并繼續(xù)解吸5~6min后取下,,注意吸附管作標(biāo)記端接通六通閥的進(jìn)氣口。
2)熱解吸時(shí)間5~6min
熱解吸過(guò)程受升溫速率和終溫度的影響,,熱解吸溫度低,,TVOC樣品可能解析不*,回收率低,,吸附管中殘留量大,,熱解吸溫度太高會(huì)造成TVOC中熱穩(wěn)定性差的組分分解,回收率降低此外,,因各個(gè)吸附管與氣相連接的接口處的密封性有差異,,也可能高溫比較易從管口溢出而散失。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí),,苯3min解吸率大,,苯乙烯5min后基本穩(wěn)定,解析時(shí)間在5min左右時(shí),,總解析率高,,解吸量與散失量達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)3??紤]本地區(qū)梅雨季節(jié)時(shí)期長(zhǎng),,平均濕度偏大,解吸6min比較適宜,,此外夏季因儀器散熱等因素測(cè)試環(huán)境溫度比冬季會(huì)稍高,可作微調(diào),,但不能低于5min,。
整個(gè)熱解吸過(guò)程,樣品測(cè)試要與標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試條件保持一致,。
?。?)色譜分析條件
1)各組分的出峰順序
熱解吸后的氣體經(jīng)色譜柱分離后,以保留時(shí)間定性,,峰面積定量,。因此要控制好每個(gè)樣品實(shí)驗(yàn)條件,,使各組分的出峰時(shí)間一致,本實(shí)驗(yàn)室所用毛細(xì)柱為甲基聚硅氧烷SE-30,,固定液相對(duì)極性+1(13)屬于弱極性,,組分和固定液分子間作用力主要是色散力和誘導(dǎo)力,組分基本上按沸點(diǎn)順序流出,,同沸點(diǎn)的非極性組分先出峰,,極性組分或易被極化的組分后出峰。試驗(yàn)表明,,各組分成份分配系數(shù)等因素對(duì)出峰順序有影響,,組分的保留時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格按照組分的沸點(diǎn)順序,如圖1所示,,筆者實(shí)驗(yàn)室色譜圖出峰順序?yàn)?)苯2)甲苯 3)乙酸正丁酯4)乙苯 5)對(duì)(間)二甲苯6)苯乙烯7)鄰二甲苯 8)正十一烷,,其中對(duì)二甲苯和間二甲苯不能*分離,樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)都合并為一個(gè)峰參與計(jì)算,。
2)色譜參數(shù)設(shè)置
標(biāo)準(zhǔn)中程序升溫條件初始溫度50℃,,保持10min,以5℃/min升至250℃,,保持2min,。再經(jīng)過(guò)降溫回到初始溫度,約需要1個(gè)小時(shí),。日常分析時(shí),,工作量比較大,在滿足檢測(cè)性的基礎(chǔ)上對(duì)分析過(guò)程加以優(yōu)化,,設(shè)置色譜參數(shù)如下:
汽化室250℃,,柱箱50℃,檢測(cè)器250℃,,程升條件:初始50℃,,保持5min,以3℃/min升至100℃,,以8℃/min升至200℃,,保持3min。如圖2,,各組分峰形完整,,分離度也比較好,滿足度要求,,全程分析夏季約45min,,冬季約需48min,40min以后組分較少,,基線平穩(wěn),,滿足工程分析需要,,提高了日常樣品分析效率。
結(jié)語(yǔ)
室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物的組分復(fù)雜,,需要控制的濃度也比較低,,要求分析的數(shù)據(jù)必需,同時(shí)TVOC的測(cè)定分析過(guò)程長(zhǎng),、步驟多,,需綜合考慮各方面影響,選擇佳采樣效率,、熱解吸條件和色譜分析條件,,對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化控制,提高檢測(cè)的性和時(shí)效性,。此外其他日常應(yīng)注意的分析條件,,應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,使檢測(cè)分析的系統(tǒng)誤差降低到小,。
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