空气检测

挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法

2020-08-07 09:19:00 踏实热解析 16

方法原理

环境空气质量手工监测技术规范

采用固体吸附剂富集环境空气中挥发性有机物,将吸附管置于热脱附仪也叫热解吸仪中,经气相色谱分离后,用质谱进行检测。通过与待测目标物标准质谱图相比较和保留时间进行定性,外标法或内标法定量。

    

吸附管:不锈钢或玻璃材质, 内径6mm, 内填装Carbo pack C、Carbo pack B、Car boxen 1000,长度分别为13、25、13mm。

或使用其他具有相同功能的产品。

聚焦管:不锈钢或玻璃材质,内径不大于0.9mm,内填装吸附剂种类及长度与吸附管相同。或使用其他具有相同功能的产品。

    

吸附管的老化和保存:

新购的吸附管或采集高浓度样品后的吸附管需进行老化。

老化温度350℃, 老化流量40ml/min, 老化时间10~15min。

吸附管老化后,立即密封两端或放入专用的套管内,外面包裹一层铝箔纸。包裹好的吸附管置于装有活性炭或活性炭硅胶混合物的干燥器内,并将干燥器放在无有机试剂的冰箱中,4℃保存,可保存7d。

 

注1:聚焦管老化和保存方法同吸附管。

载气:氦气,纯度99.999%。

仪器和设备

气相色谱仪:具毛细管柱分流/不分流进样口,能对载气进行电子压力控制,可程序升温。

气相色谱仪配备柱箱冷却装置,可改善极易挥发目标物的出峰峰型,提高灵敏度。

质谱仪:电子轰击(EI) 电离源, 一秒内能从35amu扫描至270amu, 具NIST质谱图库、手动/自动调谐、数据采集、定量分析及谱库检索等功能。

毛细管柱:30m×0.25mm,1.4um膜厚(6%腈丙基苯、94%二甲基聚硅氧烷固定液),也可使用其他等效的毛细管柱。

热脱附装置

热脱附装置应具有二级脱附功能, 聚焦管部分应能迅速加热(至少40C/sec) 。热脱附装置与气相色谱相连部分和仪器内气体管路均应使用硅烷化不锈钢管,并至少能在50~150℃之

间均匀加热。

注3:采用具有冷聚焦功能的热脱附装置,能够减小极易挥发目标物的损失,提高灵敏度。

    

老化装置

老化装置的最高温度应达到400℃以上, 最大载气流量至少能达到100ml/min, 流量可调。采样器双通道无油采样泵, 双通道能独立调节流量并能在10~500ml/min内精确保持流量, 流量误差应在±5%内。

校准流量计:能在10~500ml/min内精确测定流量, 流量精度2%。宜采用电子质量流量计。

微量注射器:5.0、25.0、50.0、100、250和500ul。

一般实验室常用仪器和设备。

样品

采样流量和采样体积

采样流量:10~200ml/min; 采样体积:2L。当相对湿度大于90%时, 应减小采样体积,但最少不应小于300ml。

样品的采集和保存   

气密性检查:把一根吸附管(与采样所用吸附管同规格,此吸附管只用于气密性检查和预设流量用)连接到采样泵(5.6),打开采样泵,堵住吸附管进气端,若流量计流量归零,则采样装置气路连接气密性良好,否则应检查气路气密性。

预设采样流量:调节流量到设定值。

取下6.2.1中的吸附管,将一根新吸附管连接到采样泵上,按吸附管上标明的气流方向进行采样。环境空气样品的采集参照HJ/T194的相关规定执行。在采集样品过程中要注意随时检查调整采样流量,保持流量恒定。采样结束后,记录采样点位、时间、环境温度、大气压、流量和吸附管编号等信息。

样品采集完成后,应迅速取下吸附管,密封吸附管两端或放入专用的套管内,外面包裹一层铝箔纸,运输到实验室进行分析。不能立即分析的样品按步骤4.7存放,7d内分析。

候补吸附管,用于监视采样是否穿透。

现场空白样品的采集:将吸附管运输到采样现场,打开密封帽或从专用套管中取出, 

候补吸附管的采集:在吸附管后串联一根老化好的吸附管。每批样品应至少采集一根

立即密封吸附管两端或放入专用的套管内,外面包裹一层铝箔纸。同已采集样品的吸附管一同存放并带回实验室分析。每次采集样品,都应至少带一个现场空白样品。

注4:温度和风速会对样品采集产生影响。采样时,环境温度应小于40℃;风速大于5.6m/s时,采样

时吸附管应与风向垂直放置,并在上风向放置掩体。


分析步骤

仪器参考条件

热脱附仪参考条件

传输线温度:130℃;吸附管初始温度:35℃;聚焦管初始温度:35℃;吸附管脱附温度:325℃; 吸附管脱附时间:3min; 聚焦管脱附温度:325℃; 聚焦管脱附时间:5min;

附流量:40ml/min; 聚焦管老化温度:350℃; 干吹流量:40ml/min; 干吹时间:2min。


气相色谱仪参考条件  

进样口温度:200℃; 载气:氦气; 分流比:5:1; 柱流量(恒流模式) :1.2ml/min; 升温程序:初始温度30℃, 保持3.2min, 以11℃/min升温到200℃保持3min。

注5:为消除水分的干扰和检测器的过载,可根据情况设定分流比。某些热脱附仪具有样品分流功能,可按厂商建议或具体情况进行设定。

用微量注射器移取1.0ul标准系列溶液注入热脱附仪中,按照仪器参考条件,依次从低浓度到高浓度进行测定,绘制校准曲线。

如所用热脱附仪没有“液体进样制备标准系列”的功能可用如下方式制备:把老化好的吸附管连接于气相色谱仪填充柱进样口上,设定进样口温度为50℃,用微量注射器移取1.0ul标准系列溶液注射到气相色谱仪进样口, 用100ml/min的流量通载气5min, 迅速取下吸附管, 制备成目标物含量分别为5.00、10.0、25.0、50.0和100ng的标准系列管。

   

样品的测定  

将采完样的吸附管迅速放入热脱附仪中,按照仪器参考条件(7.1)进行热脱附,载气流经吸附管的方向应与采样时气体进入吸附管的方向相反。样品中目标物随脱附气进入色谱柱进行测定。分析完成后,取下吸附管按步骤4.7老化和保存,若样品浓度较低,吸附管可不必老化。   

采集样品前,应抽取20%的吸附管进行空白检验,当采样数量少于10个时,应至少抽取2根。空白管中相当于2L采样量的目标物浓度应小于检出限,否则应重新老化。

每次分析样品前应用一根空白吸附管代替样品吸附管,用于测定系统空白,系统空白小于检出限后才能分析样品。

每12h应做一个校准曲线中间浓度校核点,中间浓度校核点测定值与校准曲线相应点浓度的相对误差应不超过30%。

现场空白样品中单个目标物的检出量应小于样品中相应检出量的10%或与空白吸附管检出量相当。


注意事项

吸附管中残留的VOCs对测定的干扰较大, 严格执行老化和保存程序(4.7) 能使此干扰降到最低。


新购吸附管都应标记唯一性代码和表示样品气流方向的箭头,并建立吸附管信息卡片,记录包括吸附管填装或购买日期、最高允许使用温度和使用次数等信息。

踏实热解吸

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