總烴及非甲烷烴的測定

總碳?xì)浠衔锍Ｒ詢煞N方法表示，一種是包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔?，稱為總烴（THC），另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮Q為非甲烷烴（NMHC）。大氣中的碳?xì)浠衔镏饕羌淄椋錆舛确秶鸀?span lang="EN-US">2—8ppm。但當(dāng)大氣嚴(yán)重污染時，大量增加甲烷以外的碳?xì)浠衔?。甲烷不參予光化學(xué)反應(yīng)，因此，測定不包括甲烷的碳?xì)浠衔飳ε袛嗪驮u價大氣污染具有實際意義。

大氣中的碳?xì)浠衔镏饕獊碜允蜔捴?、焦化、化工等生產(chǎn)過程中逸散和排放的氣體及汽車排氣，局部地區(qū)也來自天然氣、油田氣的逸散。對大氣造成污染的一般是具有揮發(fā)性的碳?xì)浠衔铮鼈兪切纬晒饣瘜W(xué)煙霧的主要物質(zhì)之一。

測定總烴和非甲烷烴的主要方法有：氣相色譜法、光電離檢測法等。

（一）氣相色譜法

其原理基于以氫火焰離子化檢測器分別測定氣樣中的總烴和甲烷烴含量，兩者之差即為非甲烷烴含量。

以氮氣為載氣測定總烴時，總烴峰包括氧峰，即大氣中的氧產(chǎn)生正干擾，可采用兩種方法消除，一種方法用除碳?xì)浠衔锖蟮目諝鉁y定空白值，從總烴中扣除；另一種方法用除碳?xì)浠衔锖蟮目諝庾鬏d氣，在以氮氣為稀釋氣的標(biāo)準(zhǔn)氣中加一定體積純氧氣，使配制的標(biāo)準(zhǔn)氣樣中氧含量與大氣樣品相近，則氧的干擾可相互抵消。

以氮氣為載氣測定總烴和非甲烷烴的流程示于圖3－45（圖略）。氣相色譜儀中并聯(lián)了兩根色譜柱，一根是不銹鋼螺旋空柱，用于測定總烴；另一根是填充GDX-502擔(dān)體的不銹鋼柱，用于測定甲烷。在選定色譜條件下，將大氣試樣，甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣及除烴凈化空氣依次分別經(jīng)定量管和六通閥注入，通過色譜儀空柱到達(dá)檢測器，可分別得到三種氣樣的色譜峰。設(shè)大氣試樣總烴峰高（包括氧峰）為h_t；甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣樣峰高為h_s；除烴凈化空氣峰高為h_a。

在相同色譜條件下，將大氣試樣、甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣樣通過定量管和六通閥分別注入儀器，經(jīng)GDX-502柱分離到達(dá)檢測器，可依次得到氣樣中甲烷的峰高（h_m）和甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣樣中甲烷的峰高（h＇s）。按下式計算總烴、甲烷烴和非甲烷烴的含量：

非甲烷烴濃度=總烴濃度-甲烷濃度

式中：c_s——甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣濃度（mg/m³）

如果用除烴后的凈化空氣作載氣，測定流程如圖3－47（圖略）所示。帶離子化檢測器的色譜儀內(nèi)并聯(lián)的兩根色譜柱，一根填充玻璃微球，用于測定總烴；另一根填充GDX-502擔(dān)體，用于測定甲烷。

測定時，先配制氧含量和大氣樣品相近的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣樣，再以除烴凈化空氣為稀釋氣配制甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣系列。然后，將氣樣及甲烷標(biāo)氣樣分別經(jīng)定量管和六通閥注入色譜儀的玻璃微球柱和GDX-502柱，從得到的色譜圖上測量總烴峰高和甲烷峰高，按下式計算大氣樣品中總烴和甲烷的濃度：

式中：h_t——大氣試樣中總烴的峰高（mm）；

h_m——大氣試樣中甲烷的峰高（mm）；

h_s1——甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣經(jīng)玻璃微球柱后得到的峰高（mm）；

h_s2——甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣經(jīng)GDX-502柱后得到的峰高（mm）；

c_s——甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣濃度（mg/m³）。

以上兩濃度之差即為非甲烷烴濃度。

也可以用色譜法直接測定大氣中的非甲烷烴，其原理基于為用填充GDX-102和TDX-01的吸附采樣管采集氣樣，則非甲烷烴被填充劑吸附，氧不被吸附而除去。采樣后，在240℃加熱解吸，用載氣（N₂）將解吸出來的非甲烷烴帶入色譜儀的玻璃微球填充柱分離，進(jìn)入FID檢測。該方法用正戊烷蒸氣配制標(biāo)準(zhǔn)氣，測定結(jié)果以正戊烷計。

（二）光電離（PID）檢測法

有機(jī)化合物分子在紫外光照射下可產(chǎn)生光電離現(xiàn)象，即

RH＋hv→RH⁺＋e

用PID離子檢測器收集產(chǎn)生的離子流，其大小與進(jìn)入電離室的有機(jī)化合物的質(zhì)量成正比。

凡是電離能小于PID紫外輻射能的物質(zhì)（至少低0.3eV）均可被電離測定。PID光電離檢測法通常使用10.2eV的紫外光源，此時氧、氮、二氧化碳、水蒸氣等不電離，無干擾，CH₄的電離能為12.98eV，也不被電離，而C₄以上的烴大部分可電離，這樣可直接測定大氣中的非甲烷烴。該方法簡單，可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。但是，所檢測的非甲烷烴是指C₄以上的烴，而色譜法檢測的是C₄以上的烴。