采样测定(精选5篇)
采样测定 篇1
1 煤层气 (瓦斯) 的特点
煤层气 (瓦斯) 属非常规天然气。由沉积 (含煤) 盆地的烃源岩 (有机质, 包括煤、炭质泥岩、油页岩等) 由植物及低等生物遗体形成的腐殖型及腐植一腐泥型泥炭, 在沉积、成岩、变质过程中, 由生物化学作用、物理化学和煤化作用过程中发生裂解形成。
其化学成份为以甲烷 (CH4) 为主及重烃、二氧化碳 (CO2) 、氮气 (N2) , 氢气 (H2) 二氧化硫 (SO2) 等组成。为以甲烷为主的混合气体, 各种气体含量不等。
一般煤炭系统在煤田地质勘查和开采中称煤层瓦斯 (甲烷) , 在专门的煤层气勘查称煤层气。煤层气 (甲烷) 吸附在煤基质表面的吸附气及游离于煤孔隙中的游离气和溶于水中的溶解气, 赋存在煤层中。当煤层赋存深度大于瓦斯风化带深度时, 煤层气的主要组分甲烷含量大于80%。在空气中甲烷浓度在5-15%时, 易发生煤爆炸、燃烧。
2 地勘查期煤层气采样、测试方法简论
目的是对煤层中煤层气 (瓦斯) 采样、测定含气量及气体成份。煤层气 (瓦斯) 含量是指单位质量煤体中的所含的甲烷吸附在煤基质颗粒表面为主及部分游离于煤孔隙中的气体体积 (换算为标准状态) 来测定煤层气含量。目前有直接测定法和间接测定法。在地勘期间主要应用直接测定法, 目前常用的有地勘法和自然解析法。
2.1 地勘钻孔瓦斯解吸法 (地勘法)
是目前煤田地质勘查中广泛应用方法, 该方法是从地面采取钻探中的原始煤层煤芯, 在地面进行直接解吸测定瓦斯含量和计算残存瓦斯含量。计算瓦斯损失量, 该方法执行《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》 (GB/T23249-2009) 规范。
2.2 煤层气含量测定方法 (自然解吸法)
为煤层气勘查中广泛应用方法, 采样方法一般采取绳索取芯钻探工艺, 要求每100米井深提芯时间小于2分钟, 样品到达地面后, 迅速装入解吸罐密封。解吸过程利用恒温装置模拟储量温度, 现场其解吸8小时, 然后到试验室内进行继续解吸, 连续7天, 平均解吸每天量不大于10cm3方可结束, 然后将样品打碎, 选取粒径2-3厘米煤样300-500克, 装入球形罐进行残余气测定, 再将煤样破碎2-4小时, 待恢复储层温度后观测气体量。执行《煤层气含量测定方法》 (GB/T19559-2008) 规范。
2.3 地勘时期, 煤层气 (瓦斯) 含气量测定方法对比简论
二种方法所依据的理论, 损失气计算等基本思路相同。认为煤层气含量由解析气, 取芯过程中损失气、残余气三部分组成。测试过程都包括了现场取样、现场解吸、室内测试三个基本环节。气体解吸测定均采用了排水集气方法。但也有许多不同技术要求, 见表1。
2.4 地勘法与自然解析法特点
地勘法具有提升过程钻井液具抑制逸散作用。但存在取芯工艺时间长, 未考虑煤芯在钻孔中的逸散, 难于确定煤样在钻孔中解析时间, 损失气量大等问题。
自然解析法具有取芯技术先进, 取芯快, 煤芯较完整, 损失气量较小, 解析模拟储层温度能够获取吸附时间, 含气饱和度等参数。但存在测定周期长等问题。
3 煤层气 (瓦斯) 现场样品采集注意要点
3.1 对钻孔取芯要求
取芯过程中是煤层气 (瓦斯) 、含气量测定的最关键环节, 取芯质量直接影响到含气量测定的准确程度。应保证煤层采取率不低于80%, 且煤芯完整, 尽量减少煤芯暴露时间, 保证煤芯无污染, 不磨烧, 无杂质。
3.1.1 要求在提钻具过程中向钻孔反灌冲洗液, 保持冲洗液经常充满钻孔。
3.1.2 一次取芯满足样品质量和长度要求。
3.1.3 提升速度满足技术要求和中途停机时间的限制要求。
3.2 样品采集要求
严格执行相关规范要求, 尽量减少煤样暴露时间, 保证样品合格。
3.2.1 仪器设备齐全, 符合要求, 测试检测合格, 妥善保管, 保证正常使用, 采样前应进行清点, 摆好位置, 易损坏器件应有备品。
3.2.2 使用仪器设备要熟练, 熟悉流程, 不违规操作, 样品按要求密封可靠, 做好采样前的准备工作, 人员分工明确, 各负其责, 协调合作。
3.2.3 采样前, 应迅速进行煤层等描述。
3.2.4 保证煤样在空气暴露时间不超过8分钟或10分钟。
3.2.5 不得用水清洗煤样。
3.2.6 煤样以自然状态装入罐中, 不可压实。并留有10毫米空隙。
3.2.7 煤样的选取应剔除矸石、泥岩, 选取含矸石少的完整部分。
3.2.8 记录准确, 正确填写有关表格, 准确记录时间。
参考文献
[1]牟全赋.煤层含气量不同测定方法对比分析[J].中国煤炭地质, 2015, 27 (6) 31-34.
采样测定 篇2
1 材料与方法
1.1 仪器和试剂
日立L-2000高效液相色谱仪(日本),乙腈(色谱纯,天津四友生物医学技术有限公司),硅胶(安徽良臣硅源材料有限公司),DNPH(分析纯,国药化学试剂有限公司),甲醛(分析纯,济南云翔化工有限公司),TWA-300气体采样器(江苏金坛环宇科学仪器厂) ,无泵型采样器,A5311风速计(沈阳加野科学仪器有限公司) ,温湿度计(广州市宏诚集业电子科技有限公司)
1.2 硅胶活化处理
取20~40目硅胶,置于烧杯中,加入硫酸、硝酸混合液(体积比为1∶1),液面高过硅胶一二厘米,浸泡过夜。第2天弃去酸层,用自来水多次冲洗余酸,直到pH值=7,然后用蒸馏水冲洗3~5次,放入干净托盘中。在110 ℃烘干,360 ℃活化3 h,冷却后放入干燥器。
1.3 浸渍液的配制
取1.026 5 g 97%的DNPH加入500 ml容量瓶,加入一定量的2.5ml 85%磷酸,加乙腈至刻度,DNPH浓度为2 mg/ml。
1.4 硅胶表面涂渍处理
取硅胶置于250 ml锥形瓶中,加入配好的浸渍液,液面高于硅胶,浸泡过夜。第2天,将浸泡的硅胶于烘箱中40 ℃烘干,冷却后放入干燥器中备用。
1.5 采样器的组装
使用采样器共由外壳、挡风层、吸收层组成(图1),外壳为直径为1.0 cm、长为3 cm的圆筒,外周有一定数量的扩散孔,内壁有200目的铜网,吸收层为一定数量的浸渍处理的硅胶,安装完成后密封保存以供使用,盖上后盖封闭,放人密封袋中保存。
1.6 采样器的性能评价
在配气柜中配制一定浓度的甲醛气体,将采样器从密封袋中取出,放入配气柜中,记录温度、湿度、风速等环境条件,采样一段时间后,收回采样器,密封后放入密封袋中保存,并记录采样时间,样品带回实验室分析。
1.7 甲醛的测定
采样后,打开采样器后盖,将硅胶倒入10 ml具塞试管中,加入2 ml的乙腈超声解吸30 min,取解吸液5 μl进行高效液相色谱分析。检测出甲醛质量(mg),根据采样流量计算出空气中甲醛浓度。
2 结果
2.1 采样流量
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在温度20±2 ℃、标准大气压、相对湿度40~60%、风速100 cm/s的条件下,放入6个设计好的被动式采样器和6个标准的有泵采样器,采样2 h后取出测定。根据采样流量=被动式采样的测得的待测物质的量/有泵式测得浓度×采样时间计算出被动式采样器的采样流量,6个采样器的测定甲醛的采样流量分别为148.62、124.68、145.48、124.20、148.86、126.04 ml/min,计算求得采样流量为(136.32±12.49) ml/min。
2.2 吸附容量和最短采样时间
在配气柜中配制甲醛浓度约10 mg/m3的气体,在温度20±2 ℃、标准大气压、相对湿度80%、风速100 cm/s的条件下,放入21个设计好的被动式采样器,分别于采样0.5、1、2、4、6、8、12h后每次取出3个测定,以标准气的浓度和采样时间的乘积为横坐标,待测物质的量为纵坐标绘制吸附曲线,曲线上端为弯点位最大吸附容量,其值的2/3为吸附容量。结果如表1和图2所示,可以确定该采样器的最大吸附容量为0.352 8 mg,吸附容量分别为0.235 2 mg。在图2吸附容量的曲线中,曲线开始弯曲的时间为最短采样时间,从图中可以看出最短采样时间为30 min。
2.3 采样范围
配气柜中依次配制浓度约为0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、5.0、10.0 mg/m3时回收率分别为83.25%、95.65%、94.68%、98.78%、97.79%、94.54%、91.27%,从结果中可以看出甲醛有效采样范围为0.2~10.0mg/m3。
2.4 环境因素(风速、温度、湿度)干扰实验
2.4.1 风速的影响
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在温度(20±2) ℃、标准大气压、相对湿度40%~60%、风速为50、300、600 cm/s的条件下,每个风速下分别放入6个被动式采样器,采样4 h后取出测定,结果如表2所示。结果表明在不同风速条件下,采样器采集的甲醛的量差异无统计学意义(P>0.05)。
2.4.2 温度的影响
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在标准大气压、相对湿度40%~60%、风速100 cm/s、温度为10、10、40 ℃的条件下,每个温度分别放入6个被动式采样器,采样4 h后取出测定,结果如表2所示。结果表明在不同温度条件下,采样器采集的甲醛的量差异无统计学意义(P>0.05)。
2.4.3 湿度的影响
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在温度(20±2)℃、标准大气压、风速 100 cm/s、相对湿度为20%、40%、60%、80%的条件下,每个湿度分别放入6个被动式采样器,采样4 h后取出测定,结果如表2所示。结果表明在不同湿度条件下,采样器采集的甲醛的量差异有统计学意 义(P<0.01)。
注:aOne-Anova 方差分析。
从表2中可以看出在温度10~40 ℃、风速50~600 cm/s的范围内采样器不受影响。但在湿度较高的情况下,采样器的性能受到影响。
2.5 用前稳定性实验
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在温度(20±2) ℃、标准大气压、相对湿度40%~60%、风速100 cm/s 的条件下,于制成后的1、10、30 d后,分别取出6个完整包装的采样器,同时取6个当天制备的采样器,放入标准气中,采样4 h后取出测定,对两组测定的结果进行统计学分析,解吸测定结果如表3所示,统计学结果表明在制成后的1、10、30 d时,差异无统计学意义(P>0.05),说明采样器的用前稳定性时间大于30 d。
注;a两组独立样本资料的t检验。
2.6 样品稳定性实验
在配气柜中配制甲醛浓度约2 mg/m3的气体,在温度(20±2) ℃、标准大气压、相对湿度40~60%、风速100 cm/s的条件下,放入3组被动式采样器,每组6个,采样4 h后取出,第1组当天测定,另外两组在室温条件下保存,分别于7、14 d后测定,测定结果与第1组进行t检验,解吸测定结果如表4所示,统计学分析结果表明差异无统计学意义(P>0.05),说明样品稳定性至少可以保持14 d,可以满足实际应用的要求。
注:aOne-Anova 方差分析。
2.7 精密度实验
在配气柜中配制约1.0、2.0、4.0 mg/m3的甲醛气体浓度,在温度(20±2) ℃、标准大气压、相对湿度40%~60%、风速100 cm/s的条件下,每个浓度分别放入6个被动式采样器,采样4 h后取出测定,解吸测定结果如表5所示,结果表明相对标准偏差(RSD)分别为6.56%、9.12%、5.55%,相对标准偏差在10%范围内,符合实际应用的要求。
3 讨论
本实验根据费克扩散定律设计了一种新型的采集空气中甲醛的被动式采样器,并在实验室内条件下对采样器的性能进行了评价。该采样器在设计方面,首先根据被动采样器的实用性能,按照采样器的体积小、易携带、便于操作等特点,设计了采样器的外观形状, 考虑到经济因素的影响,本采样器的设计为可重复使用,在吸附剂使用完取出后,可以添加上处理过的吸附剂,继续循环使用[5,6,7,8]。
在性能方面,该采样器采用吸附剂的解吸效率达到80%以上,采样流量为(136.31±12.4) ml/min,最大吸附容量0.352 8 mg,符合《工作场所空气中毒物检测方法的研制规范》中被动式采样器的性能要求,对于环境影响因素方面,在湿度越高,采样器的采样效率越高,这可能是由于水分的增加促进甲醛与DNPH发生反应加快,使得在同样条件下,采样器的采样效率越高,因此在使用采样器时应注意环境中的湿度,在湿度20%~40%的范围内不受影响,在40%~80%的范围内,随着湿度的增加,采样器的在同样时间内采集的甲醛的量随之增加,根据计算得到的采样流量计算甲醛的浓度相对而言就会偏高,影响结果的准确性,为了消除湿度的影响,根据湿度增加关系笔者计算出适度校准方程:Y = 340.0X(Y:采样流量;X:湿度)来进行校对,以消除湿度对采样器的影响。温度与风速对采样器的采样性能没有影响,在温度10~40 ℃、风速100~600 cm/s范围内,采样器性能稳定[8]。
本文采用被动式采样-液相色谱法测定空气中甲醛的浓度,方法简便可行,能够进行现场操作,准确度高,具有推广应用价值。
参考文献
[1]Zabiegala B,Gorecki T,Przyka E,et al.Permeation passive sampling asa tool for the evaluation of indoor air quality[J].Atmospher Environ,2002,36:2907–2916.
[2]Eisert R,Pawliszyn J.Design of automated solid-phase microextractionfor trace analysis of organic compounds in aqueous samples[J].J Chro-matogra A,1997,776:293-303.
[3]Martos PA,Pawliszyn J.Time-weighted average sampling with solid-phase microextraction device:Implications for enhanced personal expo-sure monitoring to airborne pollutants[J].Anal Chem,1999,71:1513.
[4]Khaled A,Pawliszyn J.Time-weighted average sampling of volatile andsemi-volatile airborne organic compounds by the solid-phase microextrac-tion device[J].J Chromatogr A,2000,892:455-467.
[5]Granmo A,Rolf E,Matz B,et al.Temporal trend of organochlorine ma-rine pollution indicated by concentrations in mussels,semipermeablemembrane devices,and sediment[J].Environ Sci Technol,2000,34:3323-3329.
[6]曲建翘,季文杰,高群,等.被动式个体采样器的应用[J].中国公共卫生,2000,17(1):91-92.
[7]Petty JD,Huckins JN.Alvarez DA,et al.A holistic passive integrativesampling approach for assessing the presence and potential impacts ofwaterborne environmental contaminants[J].Chemosphere,2004,54:695-705.
采样测定 篇3
挥发性有机物常用的采样方法吸附解吸法、热脱附法[5,6]等, 因采样时间较长、灵敏度较低、通用性较差等缺点使其具有一定局限性, 苏玛罐采样法可以克服上述不足, 是目前空气采样中比较好的方法。本文建立了苏玛罐采样-气相色谱/质谱联用测定乘用车中39种挥发性有机物的分析方法, 为乘用车内空气中低浓度级别的VOCs监测提供了有效的技术手段。
1 实验部分
1.1 试剂和材料
标准气体:浓度为1μmol/mol的39种混合标准气体 (美国光谱特种气体) 。使用时用气体稀释装置, 稀释至浓度为10nmol/mol。
内标标准气体:浓度均为1μmol/mol的3种气体, 分别为一溴一氯甲烷;1, 2-二氟苯;氯苯-d5、4-溴氟苯 (美国光谱特种气体) 。使用时用气体稀释装置, 稀释至浓度为100nmol/mol。
高纯氮气:≥99.999%的液氮 (带除烃装置) 。
1.2 仪器和设备
气相色谱-质谱联用仪 (安捷伦7890A/5975C) ;毛细管色谱柱, 60m×0.25mm, 1.4μm膜厚 (6%腈丙基苯基-94%二甲基聚硅氧烷固定液) ;气体冷阱浓缩仪 (美国Entech7200) , 具有自动定量取样及自动添加标准气体、内标的功能, 具有三级冷阱;浓缩仪自动进样器 (美国Entech7160D) , 可实现采样罐样品自动进样;罐清洗装置 (美国Entech3100) ;气体稀释装置 (美国Entech4600) ;采样罐, 内壁惰性化处理的不锈钢采样罐, 耐压值>241k Pa。
1.3 样品采集
将清洗干净并抽成真空的苏玛罐 (使用罐清洗装置对采样罐进行清洗, 清洗完毕后, 将采样罐抽至真空 (<10Pa) , 待用) , 安装上恒定流量采样器, 打开罐上阀门, 进行恒流采样, 达到采样体积后, 关闭阀门, 用密封帽密封。同时记录采样地点、时间、温度和大气压。
采样时, 受检车辆处于静止状态, 车辆的门、窗、发动机和所有其他设备 (如空调) 均处于关闭状态;车辆保持封闭状态16h后, 开始进行样品采集;采样点高度, 与驾乘人员呼吸带高度一致。
1.4 仪器条件
冷阱浓缩仪条件:取样体积400m L (根据目标化合物浓度, 取样体积在50m L~1000m L) 。一级冷阱:捕集温度:-150℃;捕集流速:100m L/min;解析温度:10℃;阀温:100℃;烘烤温度:150℃;烘烤时间:15min。二级冷阱:捕集温度:-15℃;捕集流速:10m L/min;捕集时间:5min;解析温度:180℃;解析时间:3.5min;烘烤温度:190℃;烘烤时间:15min。三级聚焦:聚焦温度:-160℃;解析时间:2.5min;烘烤温度:200℃;烘烤时间:5min。传输线温度:120℃。
气相色谱分析条件:初始温度35℃, 保持8min后以5℃/min速度升温至150℃, 保持2min后以20℃/min速度升温至220℃, 保持3min。进样口温度:200℃。溶剂延迟时间:4.5min。载气流速:1.0ml/min。
质谱分析条件:接口温度:220℃;离子源温度:230℃;扫描方式:全扫描 (SCAN) 或选择离子扫描 (SIM) ;扫描范围:35amu~300amu。质谱具体采集参数详见表1。
2 结果与讨论
2.1 校准曲线和检出限
分别抽取50.0ml、100ml、200ml、400ml、600ml、800ml标准使用气体, 同时加入50.0ml内标标准使用气体, 配制目标物浓度分别为1.25nmol/mol、2.5nmol/mol、5.0nmol/mol、10.0nmol/mol、15.0nmol/mol、20.0nmol/mol的标准系列, 内标物浓度为12.5nmol/mol。按照仪器参考条件, 依次从低浓度到高浓度测定, 用内标法定量。39种挥发性有机物总离子流图见图1, 平均响应因子及相关系数见表2。
由表2可知, 浓度1.25~20.0nmol/mol范围时, 方法的线性关系良好, 相对偏差在4.6%~26.2%之间。39种挥发性有机物加标浓度为0.5nmol/mol时, 重复进样7次, 按照仪器参考条件测定, 计算标准偏差s, 按MDL=t (n-1, 0.99) ×s计算检出限[7]。n=7, t (6, 0.99) =3.14, 39种挥发性有机物的检出限为0.24~0.98μg/m3之间, 详见表2。
2.2 精密度和准确度
配制0.5nmol/mol、2.5nmol/mol、10nmol/mol的混和标准气体, 重复进样7次, 每次400m L, 测定该方法精密度和回收率, 详见表2。当加标浓度为0.5nmol/mol时, 平均回收率在70.0%~91.4%之间, 相对标偏在4.6%~16.6%之间;加标浓度为2.5nmol/mol时, 平均回收率在76.5%~108.1%之间, 相对标偏在1.4%~10.8%之间;加标浓度为10nmol/mol时, 平均回收率在95.6%~107.9%之间, 相对标偏在1.4%~3.9%之间。
2.3 样品测定
将采集的某品牌乘用车中的室内空气样品连接至气体冷阱浓缩仪, 取400ml样品浓缩分析, 同时加入50.0ml内标标准气体, 按照上述仪器条件测定, 用内标法定量。经测定, 该乘用车中挥发性有机物浓度为:氯甲烷7.57μg/m3、苯38.02μg/m3、1, 2-二氯乙烷3.46μg/m3、甲苯315.96μg/m3、乙苯21.63μg/m3、二甲苯34.31μg/m3、苯乙烯9.61μg/m3、1, 2, 4-三甲苯24.86μg/m3。
3 结论
本文建立了苏玛罐采样-气相色谱/质谱联用同时测定乘用车中39种挥发性有机物的方法, 结果准确可靠, 具有较高的灵敏度, 满足乘用车中挥发性有机物测定的要求, 具有很好的实际应用价值。
参考文献
[1]李辰, 梁冰, 师彦平, 等.室内空气中挥发性有机化合物污染及检测方法[J].分析测试技术与仪器, 2005, 11 (1) :39-45.
[2]赵寿堂, 宁占武, 王静, 等.固相微萃取-气相色谱-质谱法研究新建建筑室内挥发性有机化合物的组成及其特征[J].中国环境监测, 2005, 21 (5) :37-42.
[3]Molhave L, Clausen G, Berglund B, et al.Total volatile organic compounds (TVOC) in indoor air quality investigations.Indoor Air, 1997, 7:225-240.
[4]Roger Atkinson, Janet Arey.Gas-phase tropospheric chem istry of biogenic volatile organic compounds:areview[J].Atmo spheric Environment, 2003, 37 (2) :197-219.
[5]张建美, 钟宁宁, 朱丹.室内空气挥发性有机物的吸附/热解吸气相色谱分析方法研究[J].长江大学学报 (自然科学版) , 2010, 7 (2) ::21-24.
[6]宁占武, 张艳妮, 刘杰民等.二次热解吸-气相色谱-质谱分析室内挥发性有机化合物[J].环境工程学报, 2008, 2 (3) :391-394.
采样测定 篇4
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
不锈钢热解吸型采样管(美国Perkin Elmer公司MO41-3595型);热解吸仪(美国Perkin Elmer公司Turbo Matrix350型);气相色谱-质谱仪(日本岛津公司GCMS-QP2010 Plus),DM-FFAP毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.50 μm);空气采样器(江苏建湖电子仪器仪表厂SQC-1000型),流量范围0~500 ml/min;10 μl微量注射器。
1.1.2 试剂
GDX102担体(80~100目),活性炭;二硫化碳、正己烷、四氯化碳、乙酸甲酯、乙酸乙酯、四氯乙烯、三氯甲烷及苯系物(苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯)均为色谱纯。
1.2 方法
1.2.1 采样管填装及预处理
采样管按图1填装,使用前载于热解吸仪上,以氮气200 ml/min流量,250 ℃下老化处理90 min。
1.2.2 样品采集及保存
现场采样按照GBZ 159执行,典型采样方式为以100 m/min流量采集15 min。采样后,采样管置于4 ℃冰箱中可保存3 d。
1.2.3 对照实验
将老化后的采样管带至采样点,除不连接空气采样器采集空气样品外,其余操作同样品,作为样品的空白对照。
1.3 仪器条件
1.3.1 热解吸仪条件
见表1。
1.3.2 色谱条件
色谱柱程序升温,起始35 ℃ 9 min,40 ℃/min速率升至80 ℃保持6 min,80 ℃/min速率升至150 ℃保持5 min,柱流量(高纯氦气)1.0 ml/min。
1.3.3 质谱条件
离子源(EI)温度为270 ℃,接口温度为230 ℃,溶剂切割时间为1.7~2.2 min,检测器电压(绝对电压)为0.8 kV,扫描速度为1 428 m/z,扫描范围为41~170 m/z。各物质色谱保留时间、定量及定性离子见表2。
1.4 标准曲线
用可调移液器按表3吸取一定体积的正己烷等化合物标准物质注入25 ml容量瓶中,用分析天平准确称量各化合物加入的质量,以二硫化碳定容,计算出各组分实际加入浓度,作为标准储备液,使用时用二硫化碳准确稀释10倍成标准使用液。
采样管出气端与空气采样器连接,用微量注射器分别向6只采样管进气端准确加入1.5、3.0、4.5、6.0、8.0、10.0 μl标准使用液,以100 ml/min流量抽气15 min,制成标准系列。将GC-MS调节至最佳测定状态,标准系列管置于热解吸仪上进行热解吸,解吸气经气相色谱分离,质谱分析,以定量离子峰面积对相应的标准系列管中化合物的含量(μg)绘制标准曲线。样品管分析与标准管相同。
注:对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯为二甲苯的3种同分异构体,以气相色谱保留时间定性,定性结果统一以二甲苯表示,定性结果以三者含量之和,即二甲苯的总量表示。
注:实际加入量以天平称量值为准。
1.5 计算
undefined
式中:C—空气中待测化合物的浓度,mg/m3;c—测得样品管中采集到的化合物的含量,μg;C0—测得空白对照管中化合物的含量,μg;V0—标准采样体积,L。
2 结果
2.1 分离效果
结果表明,本实验采用的仪器条件可使11种有机物获得良好分离,样品总离子流(TIC)图见图2。
1正己烷;2乙酸甲酯;3四氯化碳;4乙酸乙酯;5苯;6四氯乙烯;7三氯甲烷;8甲苯;9乙苯;10~12二甲苯(对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯);13苯乙烯
2.2 方法检出限、定量限及线性范围
11种有机物的检出限、定量限及线性范围见表4。其中检出限是信噪比(S/N)为3时的检出含量或浓度,定量限是信噪比(S/N)为10时的检出含量或浓度。
注:表中的浓度均以采样1.5 L计。
2.3 精密度和回收率
分别在标准曲线线性范围内进行了高、中、低3个浓度的加标回收试验,共分3批次进行,每批次每个浓度加标6只采样管。结果表明,3个浓度的加标回收率在98.1%~118.9%之间,相对标准偏差(RSD值)介于2.5%~8.6%之间。见表5。
3 讨论
3.1 吸附剂的选择
3.1.1 GDX102 经试验,无论是常用的进口TENAX-TA、TENAX-GC、Chromosorb
106,还是国产GDX102对沸点小于苯(80 ℃)的有机物均吸附不良。100 mg的上述各类吸附剂在40 ℃时对苯的吸附体积均在2 L左右且无明显差别。
3.1.2 活性炭
无论对低沸点物质还是高沸点物质活性炭均有良好的吸附性能,价廉且可靠。但经试验证明,对于沸点大于甲苯(100 ℃)的物质其热解吸效率逐渐下降。对于二甲苯(沸点146 ℃左右),即使解吸温度达到350 ℃,解吸20 min,其解吸效率也无法稳定地保持在70%以上且其残留难以经简单的老化程序除去。
3.1.3 复合采样管的填装
实验选用活性炭和GDX102同时作为填料制备复合型采样管,主要由于二者分别对低、高沸点化合物具有良好的吸附性能,且考虑到活性炭对高沸点化合物也具有较强吸附性,但脱附较为困难,故填装采样管时,将GDX102填于活性炭之前,即靠近进气口端,以此使进入采样管的高沸点化合物先被GDX102吸附,而低沸点化合物通过GDX102层后,被后端的活性炭层吸附。从而在不影响热脱附效率的基础上,使采样管对低、高沸点化合物均具有较高采集效率。
3.2 质谱定性
由于GC-MS无法通过质荷比(m/z)对二甲苯的3种同分异构体(间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯)进行定性,因此,上述3种化合物需通过保留时间定性,经反复试验确定,定性结果准确可靠。此外,在实际工作中,职业卫生标准的8 h加权平均容许浓度(PC-TWA)和短时间接触容许浓度(PC-STEL)均规定的是二甲苯的浓度,即将间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯视为一个整体。因此,只要可以通过色谱将3个同分异构体有效分离开,便可准确对二甲苯进行定量。
3.3 溶剂切割时间
本实验确定为1.7~2.2 min,在该时间之内残留的二硫化碳溶剂出峰,正己烷则在1.7 min之前出峰完毕,乙酸甲酯在2.2 min之后出峰。
3.4 标准储备液浓度及标准曲线范围的确定
由于不同的待测物质其国家标准限值相差很大,为尽可能覆盖国家标准限值,减少对现场采样的限制,适应不同的采样体积,故上述11种待测物质的标准储备液浓度及标准曲线范围差别很大,在实际工作中可根据不同的现场情况进行调整。
3.5 吸附效率和解吸效率
由于标准管的制作与样品管采样的方式相同故无需计算吸附效率和解吸效率。
3.6 适用范围
本方法所选择的11种物质仅包括了本实验室已认证的项目,但根据本实验的原理,本方法至少适用于沸点在50 ℃~150 ℃之间且适于GC-MS分析的其他有机物。由于采用MS分析,难以完全分离的有机物也可以通过选择性离子监测(SIM)方式同时检测。
综上,本实验以复合型采样管,通过热解吸GC-MS法同时对职业场所空气中11种有机毒物进行定性、定量测定,检测效率高,方法科学、可靠。
摘要:目的 建立复合型采样管-热解吸GC-MS法同时测定职业场所空气中11种有机毒物的方法。方法 用GDX102/活性炭以2段式方法填装采样管,以热解吸GC-MS测定,外标法定量。结果 11种有机物回收率在98.1%~118.9%之间,各组分检出限在0.06~0.2 mg/m3之间,RSD在2.5%~8.6%之间。结论 该方法可同时对职业场所空气中11种有机毒物进行定性、定量测定,检测效率高,方法科学、可靠。
关键词:气相色谱-质谱,热解吸,GDX102,活性炭
参考文献
[1]GBZ/T 160.40-2004.工作场所空气有毒物质测定混合烃类化合物[S].2004.
[2]GBZ/T160.42-2004.工作场所空气有毒物质测定芳香烃类化合物[S].2004.
[3]GBZ/T160.45-2004.工作场所空气有毒物质测定卤代烷烃类化合物[S].2004.
[4]GBZ/T160.46-2004.工作场所空气有毒物质测定卤代不饱和烃类化合物[S].2004.
[5]GBZ/T160.63-2004.工作场所空气有毒物质测定饱和脂肪族酯类化合物[S].2004.
[6]赵劲松,房宁.气相色谱-质谱法检测职业场所空气中13种有毒有害化合物[J].中国卫生检验杂志,2010,20(11):2777-2779.
水质监测采样时间与采样频率 篇5
地面水质采样时间与采样频率:a) 饮用水源地。全年采样不少于12次, 采样时间根据具体情况选定;b) 河流。较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次, 采样时间为丰水期、枯水期和平水期, 每期采样两次。流经城市或工业区, 污染较重的河流、游览水域, 全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定;c) 排污渠。全年采样不少于三次;d) 底泥。每年在枯水期采样一次;e) 背景断面。每年采样一次。在污染可能较重的季节进行;f) 潮汐河流。全年按丰、枯、平三期, 每期采样2 d, 分别在大潮期和小潮期进行, 每次应当在当天涨潮、退潮时采样, 并分别加以测定;g) 湖泊、水库。设有专门监测站的湖、库, 每月采样不少于一次, 全年不少于12次, 其他湖、库每年采样两次, 枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖和水库, 应酌情增加采样次数。