摘要：非甲烷总烃作为挥发性有机物总体排放情况表征的重要因素之一，监测其数据的准确性及可靠性具有重要意义。本实验在气相色谱法测定固定污染源废气非甲烷总烃的预处理过程中，对废气样品采用不同加热温度进行处理后检测其非甲烷总烃含量，研究加热温度对非甲烷总烃测定结果的影响。结果表明：当固定污染源废气中含有较多高沸点、水溶性组分时，进样前加热样品有助于样品的恢复，检测数据更具真实性和代表性，待测气体加热至160℃,可有助于提高本次实验样品的准确性和代表性。较短碳链（C2—C4）的烷烃和排放污染物浓度较低的固定污染源废气在不同温度下进行检测，对测定结果影响较小。

　　关键词：加热温度；非甲烷总烃；气相色谱法；固定污染源废气

　　0引言

　　在环境监测领域，非甲烷总烃通常是指除甲烷以外的碳氢化合物（其中主要是C2—C8）的总称，主要包括乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烷烃以及乙烯、丙烯、丁烯等烯烃，多用来指示空气和废气中综合有机污染情况。在现实生产排放的固定污染源废气中除含有碳氢化合物外，还包括醇、醛、酸、酯、酮等碳氢化合物衍生物以及C8以上挥发性有机物质。这些固定污染源释放出的非甲烷总烃会进入大气中，与氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）等物质发生反应，形成臭氧和细颗粒物，还会产生光化学烟雾，对环境空气质量和人类健康造成危害。随着社会经济的发展和生态环境保护意识的日益提高，中国政府不断加强生态环境改善和污染治理工作，大气环境的改善和污染物排放的治理就是其中之一。加强对固定污染源中NMHC的监测管理是一项重要举措。目前，我国环境监测工作中主要依据的标准方法为《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》（HJ/T 38—2017）、《空气和废气监测分析方法》（第四版）。采用的方法是将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，分别在总烃柱和甲烷柱上测定总烃和甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。同时以除烃空气代替样品，测定氧在总烃柱上的响应值，以扣除样品中的氧对总烃测定的干扰。方法提到：在样品分析之前须观察采样容器内壁，如有液滴凝结现象，则应放入样品加热装置中至液滴凝结现象消除，然后迅速分析。没有将加热温度和加热的效率进行详细分析，本研究通过对标准气体和汽车生产厂家生产车间排气筒中的有组织废气不同温度下检测的甲烷和非甲烷含量进行分析，得到有组织废气样品160℃检测结果最佳，为采用气相色谱法准确检测有组织废气实际样品，打下良好基础。

　　1实验部分

　　1.1实验原理

　　将实验气体经过烘箱加热预处理后，利用玻璃注射器将气体样品直接注入气相色谱仪（具氢离子火焰化检测器），分别测出总烃跟甲烷的含量，两者之差减去氧峰即为非甲烷总烃的含量。

　　1.2仪器与材料试剂

　　磐诺A60气相色谱仪：配有双柱FID检测器，1 mL定量环，氢空一体机；色谱柱为填充柱：甲烷柱为不锈钢填充柱（2 m×4 mm），内填充粒径约为180~250μm的GDX－502担体。总烃柱为不锈钢填充柱（2 m×4 mm），内填充粒径约为180~250μm硅烷化玻璃微球；1 L气袋：FEP袋，蓝色海贝科技有限公司。经实验：注入高纯氮气后，分别加热到40、80、120、160℃后直接进样均无杂峰出现。除烃空气：20.8%O2+N2，德力梅塞尔气体有限公司；甲烷标气1：10.03 mg/m3 CH4+N2（25℃),德力梅塞尔气体有限公司；甲烷标气2：599 mg/m3CH4+N2（25℃),德力梅塞尔气体有限公司；氮气：纯度≥99.999%。

　　1.3仪器实验条件

　　进样六通阀温度：70℃;柱箱温度：80℃;检测器温度：250℃;总烃色谱柱压力：241 kPa；甲烷色谱柱压力：138 kPa；检测器流速：氢气流速50 mL/min，空气流速300 mL/min。

　　2不同加热条件对测定结果的影响

　　2.1标准气体在不同温度下测定结果的差异

　　为了研究不同浓度的标准气体在不同温度下仪器响应的差异，现选用3种标准气体分别为高纯氮气（纯度≥99.999%）、标气1：10.03 mg/m3 CH4+N2（25℃)、标气2：599 mg/m3CH4+N2（25℃)。将标准气体注入不同的1 L气袋中（实验前用对应气体反复清洗气袋，以减少实验误差），分别加热到40、80、120、160℃,保持对应温度恒定30 min后，重复进样5次。结果见表1、表2。

　　根据以上数据分析得出，3种标准气体测试结果均值在40、80、120、160℃温度下波动范围在±4.7%以内、相对标准偏差在5.0%以内，温度对标准气体影响较小。

　　2.2有组织废气在不同温度下结果的差异

　　对某汽车生产厂家中的生产车间排气筒进行非甲烷总烃测试的样品采集，在工况稳定的情况下用采样气袋（FEP）分别采集样品。分别选取低、中、高3个浓度污染源样品进行研究。将选取的有组织废气样品分别加热到40、80、120、160℃,保持对应温度恒定30 min后，重复进样5次。结果见表3、表4。

　　考虑到各个车间所排放的有组织废气组分结构各不相同而且成分复杂，结合国内外对气相色谱法测定非甲烷总烃的研究，为提高采集效率和采集高沸点物质，采集本次实验样品的采样系统加热管线至160℃,可有助于提高本次试验样品的准确性和代表性。

　　根据以上数据分析得出，有组织废气1测试结果均值在40、80、120、160℃温度下波动范围在±3.4%以内、相对标准偏差在3.8%以内；有组织废气2测试结果均值在40、80、120、160℃温度下波动范围在±10.3%以内、相对标准偏差在2.7%以内；有组织废气1测试结果均值在40、80、120、160℃温度下波动范围在±20.4%以内、相对标准偏差在4.3%以内。通过以上实验可知，得出有组织废气样品160℃检测结果读数最大，检出值具有准确性和代表性，因此是最佳检测温度。

　　3结论与建议

　　标准气体和低浓度有组织废气（有组织废气1），加热温度条件在40、80、120、160℃时，非甲烷总烃测定浓度波动范围在±4.7%和±3.4%，相对标准偏差为5.0%和3.8%，实验证明温度条件变化对标准气体和低浓度有组织废气影响不大，造成其数据波动主要原因为仪器稳定性以及进样前后顺序所导致实验气体出现温度差异导致。

　　中高浓度有组织废气（有组织废气2、3），加热温度条件在40、80、120、160℃时，非甲烷总烃的测定均值波动范围在±10.3%和±20.4%，相对偏差为2.7%和4.3%，造成其数据波动主要原因为废气中含有较多高沸点、水溶性组分以及进样前后顺序所导致实验气体出现温度差异导致。

　　当使用气相色谱法测定固定污染源中非甲烷总烃时，应先对该固定污染源中的生产原料，流程和所形成的污染物作一定的调查与了解。当发现所排放污染物主要以较短碳链（C2—C4）的烷烃和排放污染物浓度较低时，可不需要加热样品，直接进样即可；当调查发现污染物主要以中卤代烃、醇、醛、醚、羧酸、酯等组成及浓度较大时，可考虑将样品加热到160℃后再进行上机分析；当发现采样气袋壁有一层薄雾或水珠凝结[7-9]，则必须将样品加热至水珠完全气化，直到气袋壁清澈透明为止。

　　当检测到高浓度和含有较多高沸点、水溶性组分的有组织废气时，检测出来的目标峰往往会出现拖尾、分叉等现象，同时高沸点污染物很容易在进样口和色谱柱形成残留。当遇到高浓度样品时，可以适当提升进样口和色谱柱温度，对其进样老化；多进几次高纯氮气，对整个仪器系统进样净化，当空白达到要求后，方可继续进行样品检测。

　　4结语

　　本研究通过对标准气体和汽车生产厂家生产车间排气筒中的有组织废气不同温度下检测的甲烷和非甲烷含量进行分析，得到有组织废气样品160℃检测结果最佳，并在实际样品分析中加以运用，为采用气相色谱法准确检测有组织废气实际样品，打下良好基础。

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