Determinazione di benzene, toluene e xilene nell'aria interna

I.1gascromatografia capillare

　　I.1.1Norme e basi correlate

Questo metodo si basa principalmente suGB11737Metodo standard per l'ispezione igienica di benzene, toluene e xilene nell'atmosfera delle aree residenziali-Gas Chromatography Method.

　　I.1.2principio

Benzene, toluene e xilene nell'aria vengono raccolti utilizzando tubi a carbone attivo e poi estratti utilizzando disulfuro di carbonio. Utilizzo di un rivelatore di ionizzazione della fiamma dell'idrogenogascromatografoAnalisi, tempo di ritenzione qualitativa, altezza quantitativa del picco (area del picco).

　　I.1.3Campo di misura

La quantità di campionamento è20LQuando, usare1mLEstrazione di disolfuro di carbonio, iniezione1μLL'intervallo di determinazione del benzene è0.025~20 mg/m3Toluene è0.05~20 mg/m3Xylene è0.1~20 mg/m3.

　　I.1.4Reagenti e materiali

　　I.1.4.1Benzene: cromatograficamente puro.

　　I.1.4.2Toluene: cromatograficamente puro.

　　I.1.4.3Xilene: cromatograficamente puro.

　　I.1.4.4Disolfuro di carbonio: analiticamente puro, richiede un trattamento depurativo per garantire l'assenza di impurità nell'analisi cromatografica.

Metodo di purificazione del disolfuro di carbonio: utilizzando disolfuro di carbonio5%Estrarre ripetutamente la soluzione concentrata di formaldeide di acido solforico fino a quando l'acido solforico non è incolore, lavare il disolfuro di carbonio con acqua distillata fino a quando non è neutro, asciugare con solfato di sodio anidro, ri distillare e conservare in frigorifero per un uso successivo.

　　I.1.4.5Carbone attivo in guscio di cocco:20~40Scopo: Utilizzato per l'installazione di tubi di campionamento a carbone attivo.

　　I.1.4.6azoto puro:99.99%.

　　I.1.5Strumenti e attrezzature

　　I.1.5.1Tubo di campionamento del carbonio attivo: utilizzare lungo150mmdiametro interno3.5~4.0 mmIl tubo di vetro è inserito100mgCarbone attivo a guscio di cocco, fissato ad entrambe le estremità con una piccola quantità di lana di vetro. Dopo aver installato il tubo, utilizzare nuovamente il gas di azoto puro300 ℃~350Soffio alle condizioni di temperatura ℃5~10 minQuindi mettere su tappi di plastica e sigillare saldamente entrambe le estremità del tubo. Questo tubo può essere conservato in un essiccatore5dSe il tubo di vetro è fuso e sigillato, può rimanere stabile per tre mesi.

　　I.1.5.2Campionatore d'aria. Corretto.

　　I.1.5.3Siringa:1mLDopo la correzione.

　　I.1.5.4Micro iniettore:1μL，10μLDopo la correzione.

　　I.1.5.5Tubo di prova con scala di arresto:2mL.

　　I.1.5.6gascromatografoRilevatore di ionizzazione fiamma idrogeno.

　　I.1.5.7Colonna cromatografica: colonna capillare di quarzo non polare.

　　I.1.6Campionamento e conservazione del campione

Aprire il tubo a carbone attivo nel luogo di campionamento, con un'apertura minima ad entrambe le estremità2mmCollegare verticalmente all'ingresso del campionatore d'aria per0.5L/minVelocità di estrazione25Laria Dopo il campionamento, mettere tappi di plastica su entrambe le estremità del tubo e registrare la temperatura e la pressione atmosferica al momento del campionamento. I campioni possono essere conservati5d.

　　I.1.7Passi di analisi

　　I.1.7.1Condizioni di analisi cromatografica: Poiché le condizioni di analisi cromatografica spesso variano a causa di diverse condizioni sperimentali, le condizioni di analisi cromatografica in grado di analizzare benzene, toluene e xilene dovrebbero essere sviluppate in base al modello e alle prestazioni del gascromatografo utilizzato.

　　I.1.7.2Disegnare la curva standard e determinare i fattori di calcolo: Nelle stesse condizioni dell'analisi del campione, disegnare la curva standard e determinare i fattori di calcolo.

In the5.0mLIn un pallone volumetrico aggiungere prima una piccola quantità di disolfuro di carbonio e utilizzare1μLAccurately prendere una certa quantità di benzene, toluene e xilene con una microiringe (20A ℃,1μLBenzenico pesante0.8787mgpesante, toluene0.8669mgOrtho, meta e para xilene sono rispettivamente pesanti0.8802、0.8642、0.8611mg)Iniettare separatamente nei flaconi volumetrici, aggiungere disolfuro di carbonio al marchio e preparare una soluzione di riserva di una certa concentrazione. Prima dell'uso, prendere una certa quantità di soluzione di riserva e diluirla passo dopo passo con disolfuro di carbonio per ottenere i seguenti contenuti di benzene, toluene e xilene:0.5、1.0、2.0、4μg /mLLa soluzione standard. prendere1μLIniettare la soluzione standard, misurare il tempo di ritenzione e l'altezza di picco (area di picco). Ripetere ogni concentrazione3Successivamente, prendere l'altezza media del picco (area del picco). Uso del contenuto di benzene, toluene e xilene (μ g/mL)g /mLDisegnare una curva standard con l'asse orizzontale come asse orizzontale e l'altezza media del picco (area del picco) come asse verticale. E calcolare la pendenza della linea di regressione, prendendo il reciproco della pendenzaBsCalcolare il fattore per la determinazione del campione.

　　I.1.7.3Analisi del campione: Versare il carbone attivo dal tubo di campionamento in una provetta graduata con tappo e aggiungere1.0mLDisolfuro di carbonio, collegare saldamente il tubo, posizionarlo1hOgni tanto trema. prendere1μLIniezione del campione, analisi qualitativa utilizzando il tempo di ritenzione e analisi quantitativa utilizzando l'altezza di picco (area di picco). Eseguire tre analisi su ogni campione e calcolare l'altezza media del picco (area del picco). Allo stesso tempo, prendere un tubo di carbone attivo non assemblato e azionarlo contemporaneamente con il tubo del campione per misurare l'altezza media del picco (area di picco) del tubo vuoto.

　　I.1.8calcolo dei risultati

　　I.1.8.1Volume del campione secondo4.7.7Convertire al volume di campionamento in condizioni standard.

　　I.1.8.2Le concentrazioni di benzene, toluene e xilene nell'aria sono calcolate utilizzando la seguente formula:

Nella formula:

　　c--La concentrazione di benzene, toluene e xilene nell'aria,mg/m3；

　　h--l'altezza media del picco (area di picco) del campione;

　　h′--altezza di picco (area di picco) del tubo vuoto;

　　Bs--causaI.1.7.2i fattori calcolati ottenuti;

　　Es--l'efficienza di estrazione del disolfuro di carbonio determinata da esperimenti;

　　V0--volume di campionamento in condizioni standard,L.

　　I.1.9Caratteristiche del metodo

　　I.1.9.1Limite inferiore di rilevazione: la quantità di campionamento è10LQuando, usare1mLEstrazione di disolfuro di carbonio, iniezione1μLA quel tempo, i limiti di rilevazione per benzene, toluene e xilene erano rispettivamente0.025 mg/m3、0.05 mg/m3e0.1 mg/m3.

　　I.1.9.2Intervallo lineare:106.

　　I.1.9.3Precisione: La concentrazione di benzene è8.78e21.9μg /mLLa deviazione standard relativa delle misurazioni ripetute per campioni liquidi7%e5%La concentrazione di toluene è17.3e43.3μg/mLLe deviazioni standard relative per le misurazioni ripetute di campioni liquidi sono le seguenti:5%e4%La concentrazione di xilene è35.2e87.9μg/mLLa deviazione standard relativa delle misurazioni ripetute per i campioni liquidi è5%e7%.

　　I.1.9.4Precisione: per il tenore di benzene0.5，21.1e200μgI tassi di recupero sono i seguenti:95%，94%e91%Il contenuto di toluene è0.5，41.6e500μgI tassi di recupero sono i seguenti:99%，99%e93%Il contenuto di xilene è0.5，34.4e500μgI tassi di recupero sono i seguenti:101%，100%e90%.

　　I.1.10Interferenza ed esclusione

La quantità di vapore acqueo o nebbia nell'aria è troppo grande, il che influisce seriamente sulla capacità di penetrazione e sull'efficienza di campionamento del carbone attivo quando condensa nel tubo di carbonio. L'umidità dell'aria è90%A quel tempo, l'efficienza di campionamento del tubo a carbone attivo soddisfaceva ancora i requisiti. L'interferenza di altri inquinanti nell'aria può essere eliminata utilizzando la tecnologia di separazione cromatografica a gas e selezionando le condizioni di separazione cromatografica appropriate.

　　I.2Determinazione di toluene, xilene e stirene--gascromatografia

　　I.2.1Norme e basi correlate

Questo metodo si basa principalmente suGB/T 14677La qualità dell'aria Determinazione di toluene, xilene e stirene Gas Chromatography Method.

　　I.2.2principio

Riempire con riempimentoTenax-GCIl tubo di campionamento viene utilizzato per arricchire toluene e xilene nell'aria interna a temperatura ambiente. Dopo aver collegato il tubo di campionamento al sistema di analisi della gascromatografia, i componenti adsorbiti vengono completamente introdotti nel gascromatografo dotato di un rivelatore di ionizzazione della fiamma dell'idrogeno per l'analisi mediante riscaldamento. All'interno di un certo intervallo di concentrazione, il contenuto di toluene, xilene e stirene è direttamente proporzionale all'area di picco (o altezza di picco).

　　I.2.3limite di rilevazione

Rumore basale durante l'analisi del desorbimento del riscaldamento5I limiti di rilevazione per toluene, p-xilene, m-xilene, o-xilene e stirene in questo metodo standard sono calcolati sulla base delle corrispondenti quantità di componenti dell'altezza del picco 1.0～2.0 ngpremere1LCalcolo del volume di campionamento, i limiti di rilevazione per ciascun componente sono i seguenti: 1.0×10-3～2.0×10-3 mg/m3.

　　I.2.4Reagenti e materiali

　　I.2.4.1Gas di trasporto e gas ausiliario

　　I.2.4.1.1Gas di trasporto: azoto, purezza99.99%Utilizzo di attrezzature5APurificazione del tubo di depurazione del setaccio molecolare e del tubo di depurazione del carbone attivo.

　　I.2.4.1.2Gas di combustione: idrogeno, purezza99.9%.

　　I.2.4.1.3Aiuto al gas: aria.

　　I.2.4.2Reagenti utilizzati per la preparazione di campioni standard

　　I.2.4.2.1Toluene(CH3C6H5)Paraxilene[（CH3）2C6H4]Ortoxilene[（CH3）2C6H4]Sono tutti cromatografici puri.

　　I.2.4.2.2disolfuro di carbonio(CS2)Analitico puro (tossico), senza componenti interferenti determinati mediante cromatografia Se c'è interferenza, deve essere distillato di nuovo utilizzando un bicchiere pieno fermo e raccolto46Frazione ℃.

　　I.2.4.3Tubo di campionamento

Il materiale del tubo di campionamento è vetro duro, lungo15cmdiametro interno4mmspessore della parete0.5mmDa un lato, c'è una porta di macinazione che può essere collegata all'ago della siringa ed è riempita all'interno0.5gTenax-GCOppure può avere un adsorbente equivalente, con una piccola quantità di riempimento di cotone di quarzo ad entrambe le estremità per il fissaggio. Le due estremità del tubo sono rispettivamente tappate con tappi di gomma siliconica e aghi in acciaio inossidabile (sigillati con tappi di gomma siliconica davanti agli aghi). Il tubo di campionamento appena riempito deve essere200Invecchiamento sotto gas azotato a condizioni ℃30min(Portata di azoto)100mL/min）. Prima di ogni campionamento, il tubo di campionamento deve essere riscaldato e trattato con gas azotato e controllato mediante cromatografia per verificare eventuali impurità residue. Dopo ogni lavorazione, il tempo totale di conservazione prima e dopo il campionamento non deve superare i due giorni e deve essere conservato al buio.

　　I.2.5strumento

　　I.2.5.1Gascromatografo.

　　I.2.5.2Registratore.

　　I.2.5.3Rilevatore: rivelatore di ionizzazione della fiamma dell'idrogeno.

　　I.2.5.4colonna cromatografica

　　I.2.5.4.1Tipo di colonna: colonna imballata.

　　I.2.5.4.2Caratteristiche della colonna cromatografica: Realizzato in vetro duro, lungo2mdiametro interno 3～4 mm.

　　I.2.5.4.3Vettore: 80～100 occhioChromsorb G·DMCS.

　　I.2.5.4.4liquido stazionario

　　I.2.5.4.4.1Nome e proprietà chimiche: Sapone organico Soil-34(Benrane)Elevata temperatura di esercizio200℃； ftalato di dinonile(DNP) Alta temperatura di funzionamento160℃.

　　I.2.5.4.4.2Capacità di carico in fase liquida:DNP 2.5%，Benrane 2.5%.

　　I.2.5.4.4.3Metodo di applicazione del fissativo: Pesare la bentonite organica0.525geDNP0.378gMettetelo in una fiaschetta a fondo tondo e aggiungete60mLBenzene, in90Reflusso in un bagno d'acqua ℃3hAggiungere nuovamente il vettore15gContinua a reflusso2hSuccessivamente, trasferire la fase stazionaria in un piatto di coltura, cuocere sotto una lampada a infrarossi agitando a uno stato sciolto, e poi lasciarlo riposare per la cottura2hSuccessivamente, la colonna può essere installata.

　　I.2.5.4.5Preparazione della colonna cromatografica

　　I.2.5.4.5.1Il metodo di riempimento della colonna cromatografica: collegare l'estremità posteriore della colonna cromatografica (collegata al rivelatore) con lana di quarzo, collegarla ad una pompa di vuoto e collegare l'altra estremità della colonna ad un imbuto attraverso un tubo flessibile. Dopo aver avviato la pompa di vuoto, caricare lentamente la fase stazionaria nella colonna cromatografica attraverso l'imbuto, toccare leggermente la colonna cromatografica durante il caricamento per rendere uniforme il riempimento. Dopo il riempimento, collegare l'altra estremità della colonna cromatografica con lana di quarzo.

　　I.2.5.4.5.2Invecchiamento della colonna cromatografica: Riempire la colonna cromatografica imballata in150℃ a20～30 mL/minAlimentazione di gas azotati, invecchiamento continuo24h.

　　I.2.5.4.6Efficienza della colonna e grado di separazione: In determinate condizioni, il grado di separazione del picco cromatografico del componente testato è superiore a1.0.

　　I.2.5.5Dispositivo di desorbimento riscaldante

　　I.2.5.5.1Preparazione del tubo di riscaldamento: in una lunghezza di12cmIl diametro interno può essere inserito nel tubo di vetro del tubo di campionamento e quindi avvolto con uno strato di foglio di alluminio e uno strato di nastro di vetro in sequenza. Il filo della termocoppia con un manicotto in fibra di vetro è fisso e il punto di misurazione della temperatura è posizionato nel mezzo del tubo0.5cmAvvolga il filo di riscaldamento uniformemente con la spaziatura (1kWLa parte tagliata dritta del filo del forno elettrico è coperta con una manica in fibra di vetro e avvolta con uno strato di nastro in fibra di vetro.

　　I.2.5.5.2Regolatore di temperatura dell'alimentazione elettrica del tubo di riscaldamento: La potenza in uscita è maggiore della potenza del tubo di riscaldamento e la tensione in uscita non è inferiore a60VRegolabile continuamente all'interno dell'intervallo, con un limite superiore di controllo della temperatura non inferiore a300Un regolatore di temperatura con una temperatura di ℃.

　　I.2.5.6Sistema di conversione del percorso del gas: utilizzando una valvola di conversione del percorso del gas per cromatografia, collegare l'ingresso del gas alla fonte del gas vettore, collegare un lato dell'uscita del gas all'ingresso originale del gas vettore del cromatografo e collegare l'altro lato1～2mL'altra estremità del tubo in PTFE è collegata all'ago di ventilazione. La valvola di conversione del percorso del gas può controllare il flusso diretto del gas portante nella colonna cromatografica o permettergli di entrare nella colonna cromatografica attraverso il tubo di campionamento tramite il percorso esterno del gas.

　　I.2.5.7Strumento di campionamento: in grado di misurare simultaneamente la portata e la pressione di estrazione, con un intervallo di regolazione della portata di campionamento di0～1.5LIl campionatore d'aria.

　　I.2.6campione

　　I.2.6.1Raccolta di campioni di gas

Rimuovere i tappi di gomma siliconica e gli aghi chiusi su entrambi i lati del tubo di campionamento riscaldato e collegare il tubo all'ago sullo stesso lato del campionatore0.2～0.6 L/minRaccolta del flusso d'aria10～20 min.

　　I.2.6.2Conservazione dei campioni

Dopo il campionamento, sigillare entrambi i lati del tubo di campionamento con un tappo in gomma siliconica e un ago chiuso, conservare al buio e analizzare il prima possibile.

　　I.2.6.3esperimento vuoto

Eseguire i risultati dell'analisi in bianco analizzando lo stesso lotto di tubi di campionamento che non sono stati campionati ma sono stati elaborati contemporaneamente.

　　I.2.7operazione di analisi

　　I.2.7.1Regolazione degli strumenti analitici

Percorso del gas trasportatore: percorso interno del gas (senza tubo di campionamento);

Temperatura della camera di gassificazione:150℃；

Temperatura colonna: temperatura costante75℃；

Temperatura del rivelatore:150℃；

Portata del gas di trasporto: 85～95 mL/min；

Portata di idrogeno:60mL/min；

Velocità dell'aria:500mL/min.

　　I.2.7.2taratura

　　I.2.7.2.1Metodo quantitativo: metodo standard esterno.

　　I.2.7.2.2Campione standard

　　I.2.7.2.2.1Frequenza di utilizzo: Il campione standard utilizzato per determinare il fattore di correzione viene riutilizzato periodicamente e la lunghezza del ciclo dipende dalla stabilità dello strumento.5Calibrare una volta dopo ogni campione.

　　I.2.7.2.2.2Preparazione di campioni standard

　　I.2.7.2.2.2.1Soluzione di stoccaggio: Prendere toluene, p-xilene, m-xilene, o-xilene e stirene separatamente1.00mLe0.30mLun cognome2Solo dotato di90mLDisolfuro di carbonio purificato100mLDiluire il pallone volumetrico con disolfuro di carbonio fino al segno. Questa soluzione di riserva è disponibile4Può essere conservato per un mese a ℃.

　　I.2.7.2.2.2.2Soluzione standard di serie: Preparare due soluzioni stock di concentrazione separatamente con disolfuro di carbonio purificato10Diluire passo dopo passo, preparare una serie di soluzioni standard e le concentrazioni in ogni punto sono mostrate nella tabellaI.2.1.

TabellaI.2.1Concentrazione standard del campione di serie

La sequenza nome0 1 2 3 4 5 6 2Soluzione di riserva 1Soluzione di riserva

Composizione e concentrazione μg/mLtoluene0 2.61 8.70 26.1 87.0 261 870

P-xilene0 2.58 8.60 25.8 86.0 258 860

Metaxilene0 2.61 8.70 26.1 87.0 261 870

O-xilene0 2.64 8.80 26.4 88.0 264 880

Stirene0 2.73 9.10 27.3 91.0 273 910

　　I.2.7.2.2.3Prova di stabilità dello strumento: la temperatura e la portata del gas di ogni parte sono stabili e normali e vengono introdotti due campioni standard consecutivi con contenuto simile ai componenti misurati del campione2μLLa deviazione relativa della sua area di picco (o altezza di picco) non è maggiore di5%Si ritiene che lo strumento sia in uno stato stabile.

　　I.2.7.3analisi

　　I.2.7.3.1Operazione di desorbimento del tubo di campionamento effettivo del campione: Collegare il tubo di campionamento al sistema del dispositivo di analisi, commutare la valvola di sterzo del gas portante per consentire al gas trasportatore di entrare nella porta di iniezione del cromatografo attraverso il tubo di campionamento esterno attraverso il percorso del gas. Dopo che la pressione pre colonna torna alla normalità, avviare il dispositivo di controllo del riscaldamento del tubo di campionamento e registrare il tempo di analisi (premere il pulsante sulla macchina di elaborazione cromatografica in questo momento)STARTBase chiave e cromatografica. Il riscaldamento del tubo di riscaldamento è controllato da un regolatore di temperatura per aumentarne la temperatura30sCrescita interna200Dopo che tutti i componenti adsorbiti nel tubo sono usciti, interrompere il riscaldamento del tubo di campionamento, commutare la valvola di conversione del gas portante (premere il pulsante di registrazione di arresto quando si utilizza il processore di cromatografia per entrare nello stato di lavoro di calcolo), sostituire il tubo di campionamento e prepararsi per l'analisi successiva.

　　I.2.7.3.2Analisi standard del campione: i tubi di campionamento trattati termicamente sono analizzati secondoI.2.7.3.1Il metodo e le condizioni sono collegati al sistema e iniettati con una microsiringa dal tappo in gomma siliconica sul retro del tubo di campionamento2μLCampione standard, secondoI.2.7.3.1Analizza il metodo. A causa dell'intera quantità di componenti adsorbiti e dell'ampia applicabilità di questo metodo, si deve testare la curva di lavoro di una serie di campioni standard con un ampio intervallo di concentrazione. In base all'ampiezza del coefficiente di correlazione della curva e alle esigenze di analisi, si deve determinare l'intervallo della curva di lavoro. Quando si misurano campioni effettivi, il periodo di taratura per la curva di lavoro deve essere determinato in base alla stabilità dello strumento utilizzando campioni standard.

　　I.2.7.3.3analisi qualitativa

Viene utilizzato il tempo di ritenzione qualitativa.

　　I.2.7.3.4analisi quantitativa

Calcolo della concentrazione dei componenti nei campioni di gas:

Nella formula:

　　C--la concentrazione del componente misurato nel gas,mg/ m3；

　　Cs--la quantità di componenti testati aggiunti al campione standard,ng；

　　hi--Dopo aver dedotto il vuoto, misurare l'altezza di picco (o l'area di picco) dei componenti del campione;

　　hs--altezza di picco (o area di picco) dei componenti standard del campione;

　　Vnd--convertito in volume di campionamento in condizioni standard,L.

　　I.2.8Precisione e precisione

Il contenuto analizzato da cinque laboratori è: toluene261mg/LParaxilene258mg/LMetaxilene261mg/LOrtobenzene264mg/LStirene273mg/LLa precisione e l'accuratezza del campione unificato sono dettagliate nella tabellaI.2.2.

TabellaI.2.2Parametri unificati di precisione e precisione del campione

Parametri dei risultati degli ingredienti toluene P-xilene xilene O-xilene STIRENE

contenuto uniforme del campione,mg/L 261 258 261 264 273

deviazione standard ripetitiva,mg/L 3.35 2.19 4.92 3.80 3.00

Coefficiente di variazione per ripetibilità,% 1.3 0.9 1.9 1.5 1.1

deviazione standard di riproducibilità,mg/L 9.54 7.75 5.92 9.66 6.59

coefficiente di variazione di riproducibilità,% 3.7 3.1 2.3 3.7 2.5

Tasso di recupero aumentato,% 99.0 98.4 99.7 98.3 97.8

efficienza media di adsorbimento,% 99.7 99.9 99.8 99.8 99.8