空气中挥发性有机化合物检测方案(气相色谱仪)

智能文字提取功能测试中

表 3. PAMS 组分在高碳通道，浓度在报告限的各化合物保留时间 (RT)、方法动态范围和信噪比 (S/N) 结果。 使用 Online TD-GC 分析空气中的挥发性有机化合物 引言 挥发性有机化合物(VOCs) 已经被公 作为一级污洁空气法》(CAA) 确定了 认为主要的空气污染源，相关部门将其 189种有害空气污染物，其中51%是挥发性有机化合物。 《清洁空气法》为空气中挥发性有机化合物和臭氧污染的监测提供了进一步的法规和指导。美国环境保护署的《臭氧前体物取样和分析的技术支持文件》 (EPA/600-R-98/161(1998))1列出了57种臭氧前体物目标分析物，而美国各州也提出了建立光化学评估监测站(PAMS)的要求。 2017年，美国环境保护署就所有光化学评估监测站发布了指导意见2，强烈建议这些站点通过气相色谱法3分析27种主要化合物和37种可选化合物，以每小时为周期收集特定挥发性有机化合物的测量值。同年，中国也出台相应法规，要求相关机构监测 PAMS 第一版指南中规定的57种挥发性有机化合物，13种醛类和酮类化合物，以及47种卤代烃化合物和含氧挥发性有机化合物。 珀金埃尔默 TurboMatrixTM 300 TD 是一款高效的热脱附仪，专门用于 C2-C12碳氢化合物的自动取样和浓缩。当与珀金埃尔默 Clarus@ GC 联用时，TurbomatrixTM 300TD 可根据监管要求，轻松准确地分析环境空气样品中的挥发性有机化合物含量。这套系统是臭氧前体物分析的黄金标准，具有重现性高、定量限低、系统稳定性强的优点。本文详细介绍了利用珀金埃尔默 TurboMatrix Online 300TD 和 Clarus 580 GC 监测多种挥发性有机化合物的方法。本应用报告显示，监测结果具有良好的再现性、线性和检出限值。 实验 仪器 本实验中，我们使用珀金埃尔默 Clarus 590 Dual GC/FID和TurboMatrix Online 300 TD，具体实验条件如表1所示。BP-1色谱柱(50m×0.22mm×1.0um) 为主分析柱，直接与热脱附传输管线相连。经典的 Alumina PLOT色谱柱则用于分离样品中较轻的组分。较重的组分则采用中心切割技术，切割到熔融石英毛细限流管，导入火焰离子化检测器(FID) 进行分析。系统原理图见图1。 本研究采用增强型空气监测阱来浓缩目标化合物。依据之 前一份关于环境空气监测的应用报告4，在两个强效吸附 剂的前面设置一个由弱吸附剂组成的小缓冲区，可以提高 较重组分的精度和回收率。 标准气体 准气体混合物， PAMS标气示 TO-15标气皆购自 LindeGas 公司，并采用动态稀释装置 (Besser Technology 公司)进行稀释。 结果与讨论 低碳通道和高碳通道校准标气的色谱图如图2和图3所示，目标化合物具有良好的峰形和分离度。中心切割时间设定为9.8分钟，因此，洗脱时间早于顺-1，2-二氯乙烯的化合物被切换到 PLOT 色谱柱进行进一步分离，其他化合物则通过毛细限流管后进行检测。表2-5总结了浓度为报告限时的保留时间(RT)、方法动态范围和信噪比(S/N)结果。所有化合物的线性系数(r2)均在0.996以上，这表明此次分析在浓度介于1-40 ppbc 之间具有可靠性。通过在规定浓度下分析6个重复样品，确定了保留时间的稳定性、峰面积精度和信噪比。 表1.分析参数 热脱附仪参数 GC 参数 取样时间 40 min 柱温箱初始温度 45°C 泵流量 15 mL/min 保持时间 15.0 min 模式 Online 升温速率 5°C/min 预浓缩冷阱低温 -30°C 第二阶段柱温箱 170°C 温度 预浓缩冷阱高温 320°C 保持时间 0 min 预浓缩冷阱保持时间 6 min 升温速率 15°C/min 预浓缩冷阱加热速度 40°C/min 第三阶段柱温箱 200°C 温度 阀温度 180°C 保持时间 6.0 min 传输线温度 220°C FID 温度 250°C 柱压 38.5 psi 气体流量 400 mL/min 入口分流 关闭 氢气(H2)流量 40 mL/min 出口分流 4 mL/min 中心切割时间 9.8 min 图2.浓度为 50 ppbc 时低碳通道(A)和高碳通道(B)的PAMS 标气的色谱图。 表2. PAMS 组分低碳通道，浓度在报告限的各化合物保留时间(RT)、方法动态范围和信噪比 (S/N)结果。 保留时间 化合物名称 CAS编号 通道 线性 (1-40ppbc) 检测下限 浓度为 5 ppbc 的的精度 (6次进样的RSD%) r² 浓度为 0.25 ppbc 时的信噪比 保留时间 峰面积 8.53 乙烷 74-84-0 低 0.9998 7.25 0.19 2.83 9.26 乙烯 74-85-1 低 0.9962 6.53 0.91 1.93 12.55 丙烷 74-98-6 低 0.9987 2.01 1.17 3.07 20.25 丙烯 115-07-1 低 0.9983 4.91 2.23 2.44 23.71 异丁烷 75-28-5 低 0.9993 8.86 1.48 3.73 24.96 丁烷 106-97-8 低 0.999 20.85 1.41 3.70 25.32 乙炔 74-86-2 低 0.9961 5.51 2.24 3.59 29.90 t-2-丁烯 107-01-7 低 0.9986 18.87 1.24 3.45 30.50 1-丁烯 106-98-9 低 0.9995 19.45 1.25 8.62 31.95 顺-2-丁烯 590-18-1 低 0.9988 18.78 1.13 3.80 33.83 环戊烷 287-92-3 低 0.9982 25.32 0.92 3.80 33.83 异戊烷 78-78-4 低 0.9982 25.32 0.92 3.80 34.62 正戊烷 109-66-0 低 0.9984 12.13 0.90 3.66 37.34 t-2-戊烯 646-04-8 低 0.9983 26.52 0.89 3.74 38.39 1-戊烯 109-67-1 低 0.9981 26.08 0.94 3.38 38.95 顺-戊烯 627-20-3 低 0.9982 24.31 0.89 3.65 40.63 2.2-二甲基丁烷 75-83-2 低 0.9981 26.78 0.78 3.92 41.81 异戊二烯 78-79-5 低 0.9992 26.82 0.75 3.89 表4. TO-15 组分在低碳通道，浓度在报告限的各化合物保留时间 (RT)、方法动态范围和信噪比 (S/N)结果。 保留时间 化合物名称 CAS 编号 通道 线性 (1-40ppbc) 检测下限 浓度为 5ppbc 时的精密度(I(RSD%) r2 浓度为 1 ppbc 时的信噪比 保留时间 峰面积 20.91 二氯二氟甲烷(氟利昂12) 75-71-8 低 0.9997 3.15 0.10 0.43 21.66 丙烯 115-07-1 低 0.9988 20.63 0.10 0.45 32.29 1，2-二氯四氟乙烷(氟利昂114) 76-14-2 低 0.9998 7.08 0.02 0.25 32.87 氯乙烯 75-01-4 低 0.9999 17.26 0.02 3.02 35.16 三氯氟甲烷(氟利昂11) 75-69-4 低 0.9998 3.29 0.04 0.04 37.27 1，3-丁二烯 106-99-0 低 0.9998 26.28 0.02 0.63 38.44 1，1-二氯乙烯 75-35-4 低 0.9999 17.45 0.02 0.25 42.88 1，1，2-三氯三氟乙烷(氟利昂113) 76-13-1 低 0.9999 14.72 0.04 0.21 表5.TO-15组分在高碳通道，浓度在报告限的各化合物保留时间(RT)、方法动态范围和信噪比 (S/N) 结果。 保留时间 化合物名称 CAS编号 通道 Linearity (1-40 ppbc) 检测下限 浓度为 5ppbc 时的精密度(RSD%) r2 浓度为 0.25 ppbc 时的信噪比 保留时间 峰面积 37.45 苄基氯 100-44-7 高 0.9993 15.55 0.01 1.32 37.88 1，4-二氯苯 106-46-7 高 0.9995 3.78 0.01 1.15 38.71 1，2-二氯苯 95-50-1 高 0.9994 6.31 0.01 2.40 43.93 1，2，4-三氯苯 120-82-1 高 0.9991 2.56 0.01 5.62 44.28 萘 91-20-3 高 0.997 2.98 0.02 5.02 45.50 六氯丁二烯 87-68-3 高 0.9995 5.34 0.01 4.53 *信噪比结果使用测试6个1 ppbc 的样品计算所得。 图3.浓度为 100 ppbc 时低碳通道(A)和高碳通道(B)的 TO-15 标气的色谱图。 小结 本文利用配有在线空气取样附件的 TurboMatrix300 TD热脱附仪收集、浓缩和脱附各种挥发性有机化合物，再通过配有 D-Swafer 的 Clarus 590 GC 分析样品。增强型空气监测阱提高了较重组分的分析精度与回收率。本文各项数据显示了 PAMS 和 TO-15 标气目标化合物列表中的各个组分的分析结果良好，进而体现 Online TD-GC 系统具有良好的扩展应用范围。 ( 参考文 献 ) ( 1.AMS TAD http：//www.epa.gov/ttn/amtic/files/ambient/pams/newtad.pdf. ) 2.PAMS Required Quality Assurance Implementation Plan ( https：/www3.epa.gov/ttnamti1fiiles/ambient/pams/PAMS%20Ouality%20Assurance%20lmplementation%20Plan 092716 V4.0.pdf. ) ( 3.https：/www3.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/pams/targetlist.pdf ) ( 4 . National EPA policy VOC monitoring in the key cities-2018.pdf. ) ( 5. Miles Snow， 2018. Improvements to Ambient Air Monitoring (U.S. EPAPAMS) U s ing a Clarus 690 G as Chromatograph. PerkinElmerApplication note. ) 欲获悉全球办事处的完整清单，请登录 www.perkinelmer.com/ContactUs ( 版权◎2020，珀金埃尔默公司。版权所有。PerkinElmer°是珀金埃尔默公司的注册商标。所有其他商标属于相应所有者的财产。 ) 珀金埃尔默TurboMatrix™ 300 TD是一款高效的热脱附仪，专门用于C2‒C12碳氢化合物的自动取样和浓缩。当与珀金埃尔默Clarus® GC 联用时，Turbomatrix™ 300 TD 可根据监管要求，轻松准确地分析环境空气样品中的挥发性有机化合物含量。这套系统是臭氧前体物分析的黄金标准，具有重现性高、定量限低、系统稳定性强的优点。本文详细介绍了利用珀金埃尔默TurboMatrix Online 300 TD和Clarus 580 GC监测多种挥发性有机化合物的方法。本应用报告显示，监测结果具有良好的再现性、线性和检出限值。