热脱附气相色谱法检测环境空气中痕量二氧化硫研究

热脱附气相色谱法检测环境空气中痕量二氧化硫研究

杨芮

泰州市大自然检测科技有限公司 225300

摘要：随着国民经济和工业化迅速发展,空气污染已成为我国面临的重要问题之一。环境中常见的有毒气体包括NH3、CO、CH3OH、NO、NO2、H2S、SO2等,这些气体通常由化学和天然气工业、发电厂排放。气相色谱法能够有效弥补检测方式中的不足，凭借其操作简单、灵敏性高、检测成本低及检测周期短等优势，帮助工作人员快速掌握环境空气质量，比传统检测方式更为便捷，进而全面提升环境空气检测质量。基于此，本篇文章对热脱附气相色谱法检测环境空气中痕量二氧化硫进行研究，以供参考。

关键词：热脱附；气相色谱法；环境空气；痕量二氧化硫

引言

国家经济迅速发展，人民的生活水平和要求逐步提高，对环境的重视程度也越来越大，因此对环境空气提出了更加严格的污染控制要求。基于此，根据标准要求采集空气样品，用热脱附-气相色谱法测定环境空气中二氧化硫含量，该方法操作简单快捷，经过实验检测，有良好的精密度和准确度，是一种相对科学合理的测定方法。

1气相色谱法的相关概述

1.1气相色谱法的原理

气相色谱法是食品安全检测中常用的方法，是以气体作为流动相，将色层分离以后进行分析的方法。流动相将气化以后的试样带入色谱柱中，柱中固定相与试样各组分分子的作用力是不一样的，色谱柱中各组分流出时间存在差异，进而实现了组分分离。通过运用鉴别以及记录系统，将色谱柱中各组分流出时间、浓度色谱图标注出来，结合图中出峰时间、顺序，定性分析化合物；而定量分析化合物时则以峰高、峰低以及面积为依据。此方法具有高效能、高灵敏度特点，同时可灵活选择，分析的速度也较快，可广泛应用于各分析环节，操作简单方便，多应于有机化合物定性、定量分析。常用检测仪器有火焰电离检测器、热导检测器，这些检测仪器能够快速且灵敏的反映出不同分析成分，测定范围较广。火焰电离检测器多用于烃类的检测，不能在水检测中使用；热导检测器则较为通用，除了载气以外，其他物质都可检测。二种检测器结合使用，对相同分析物检测时能够实现相互补充。

1.2气相色谱法的分类

根据选用固定相的不同，将气相色谱法主要划分为两类：气固色谱的固定相是固定吸附体，而气液色谱的固定相则是涂有固定液的担体。根据色谱柱的粗细程度可将其分为两类，一类是毛细管柱，另外一类则是填充柱。在对食品进行安全检测操作过程中，大多使用氮气气相色谱仪，该仪器可同时使用填充柱和毛细管柱，使用材质可参考外部玻璃材质，并将管道的直径设定在0.18-0.25mm，而高分子多孔的样本通常则采用0.20或者是0.32mm的管道。

2试验部分

2.1主要仪器与试剂

2.1.1主要仪器

Agilent7890B气相色谱-5977A质谱联用仪;TD-100自动热脱附系统(英国Marks公司);JH-1活化仪;GSP-300FT2采样器。

2.1.2试剂

采样前，参照不锈钢采样管使用说明对其进行老化，同时抽取20%的采样管进行空白检验，合格后方可使用，否则应重新老化。采样时，将采样管连接到采样泵上，以流量100mL/min采集20min。采样后，立即用密封帽密封，4℃保存，7d内分析完毕。

2.2仪器工作条件

2.2.1气相色谱条件

根据本实验室条件确定的最佳分析条件：毛细管柱温度为60℃，检测室温度为200℃，检测器温度为200℃，空气流量为400mL/min，氢气流量为35mL/min，尾吹气（氮气）流量为25mL/min，色谱柱流速为2.5mL/min，分流比为10：1。

2.2.2热解吸条件

吸附管一次解吸温度为350℃，管路温度为60℃，二次解吸温度为350℃，冷阱最低温度为-30℃，吹扫时间为4min，解吸时间为1min，进样时间为15s，反吹时间为15min，色谱时间为24min。

2.3试验方法

2.3.1被测样品的制备

将吸附管与大气采样器相连接，设定采样流量为200mL／min，采样时间10min，直接进入热脱附仪中进行测定。

2.3.2二氧化硫的测定

吸附有二氧化硫的吸附管立即在热脱附仪中脱附，二氧化硫组分进入气相色谱仪，经分离后进入火焰光度检测器，以组分保留时间定性，响应值（峰高）定量。二氧化硫物质的量分数与其在检测器上响应值的平方根成正比。

3结果与讨论

3.1吸附时间的选择

选择不同的吸附（采样）时间，按照分析条件进行分析物质的量分数为97.5nmol／mol的二氧化硫气体标准物质，得到吸附（采样）时间t与检测器响应峰高h的关系如图1所示。

图1吸附时间与响应值关系图

由图1可以看出，对于同一浓度的二氧化硫气体样品，其吸附时间与检测器响应值之间呈对数关系。考虑到总分析时间及标准气体的消耗等因素，本文选用吸附时间为10min。

3.2与大气自动站监测结果的对比

按照被测样品的制备方法，采用热脱附气相色谱法在63天内对某大气自动站附近的空气进行了13次采样分析，并与自动站同期监测结果进行了对比，如表1所示。

表1监测值与分析值对比

用最小二乘法对表1中的监测值cM和检验值cA进行回归分析，得二者的拟合曲线为cM＝0．6463×cA-0.76，相关系数r＝0．91；同时用Ｆ检验法对二者进行双样本方差分析，有F＝1.74＜F0．05（12，12）＝2.69，说明监测值与分析值随时间变化趋势无显著性差异。

结束语

综上所述，近年来，我国气相色谱法正在朝着更为智能化的方向发展，在今后的工作中，气相色谱法的实用性也会更强，通过对热脱附气相色谱法检测定环境空气中二氧化硫进行分析描述，希望该方法可以提高检测人员的工作效率，满足日常对空气中二氧化硫含量的监测要求。

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