虽然很多地方开展了大气中VOCs 的监测,但是VOCs 成分复杂、种类繁多,加上无配套的相关评价标准,并不能直观评价大气中有机物的污染程度。非甲烷总烃( NMHC) 通常指除甲烷以外的碳氢化合物,主要是( C2~C8) 的总称,是《大气污染物综合排放标准》控制指标之一,在一定程度上可以简单、直观地表述大气中VOCs 污染的总体状况,以其作为VOCs 的评价指标,易于量化总量控制指标。目前,生态环境部已经发布多个标准用来测定非甲烷总烃含量,主要包括:《HJ 38-2017 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 604-2017 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法》、《HJ 1012-2018 环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》、《HJ 1013-2018 固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》、《HJ 1331-2023 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法》、《HJ 1332-2023 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式气相色谱-氢火焰离子化检测器法》、《HJ 1286-2023 固定污染源废气 非甲烷总烃连续监测技术规范》、《HJ 1419-2025 环境空气非甲烷总烃自动监测系统技术要求及检测方法》等。
本文依据《HJ 604-2017 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法》,使用十通阀、双填充柱和双氢火焰离子化检测器测定环境空气中的非甲烷总烃。
1 仪器原理和气路系统
总烃指在标准规定的测定条件下,在气相色谱仪的氢火焰离子化检测器上有响应的气态有机化合物的总和;非甲烷总烃 (NMHC)指在标准规定的测定条件下,从总烃中扣除甲烷以后其他气态有机化合物的总和(除非另有说明,结果以碳计)。
本例方案中:气相色谱仪器使用氮气做载气,配置十通阀、双填充柱和双氢火焰离子化检测器测定环境空气中的非甲烷总烃;其中:总烃流路使用玻璃微球柱,气体样品进入色谱柱后,不能分离,以单峰形式进入检测器并响应;甲烷流路一般使用高分子多孔小球柱,如GDX-104\502等,气体样品进入色谱柱后,甲烷与其他样品组分分离,进入检测器并响应。仪器流路如下所示:
分析实际样品时,将气体样品直接注入具有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。但是在实际样品分析中,样品中除了会含有烃类、氮气之外,还会含有氧气;由于氧气会在FID上产生干扰信号,因此实际样品的总烃色谱峰由烃类+氧气共同产生。为了避免实际样品测定总烃过程中氧气的干扰,因此需要使用除烃空气在总烃柱上测定氧气的响应(氧峰),并在实际样品测定过程中将氧气响应值扣除。
在使用甲烷标准气体进行总烃分析时候,由于甲烷标气的背景气是氮气,色谱峰完全由甲烷产生,不涉及氧峰的扣除;在使用甲烷标准气体进行甲烷分析时候,甲烷和氧气可以完全分离,也不涉及氧峰的扣除。
2 实验条件
2.1 仪器设备
北京普析通用仪器有限公司;
G600气相色谱仪,其中:
①通道一:十通阀定量环1+填充柱进样口+总烃柱+FID1;
②通道二:十通阀定量环2+填充柱进样口+甲烷柱+FID2;
2.2 色谱条件
2.2.1 温度
1)温度设置
进样口1温度:150℃;
进样口2温度:150℃;
氢火焰离子化检测器1温度:150℃;
氢火焰离子化检测器2温度:150℃;
2)柱温箱
柱温箱温度程序:60℃,3min;
2.3.2 流量
载气:氮气;
进样模式:十通阀·双定量环;
柱流量:恒定压力;
总烃柱,柱前压约0.08MPa;
甲烷柱,柱前压约0.1MPa;
2.3.3 色谱柱
总烃柱,1m×3mm(OD),60-80目;南京伽诺;
甲烷柱,2m×3mm(OD),60-80目;南京伽诺;
2.2.4 样品
1)样品组成
甲烷,16ppm;大连大特;
2)进样装置
十通阀,进样量1mL;
2.2.5 检测器
氢火焰离子化检测器(FID1)
空气流量:约300ml/min;
氢气流量:约30ml/min;
氢火焰离子化检测器(FID2)
空气流量:约300ml/min;
氢气流量:约30ml/min;
※应保证双FID响应值一致
3 色谱图和出峰顺序
点击链接,查看公众号往期文章,了解有关非甲烷总烃测试过程的更多详细内容:非甲烷总烃测定的操作与步骤。
3.1 除烃空气/氧峰
向十通阀中通入除烃空气,总烃峰(氧峰)在氢火焰离子化检测器(FID)出峰,谱图如下:
3.2 标准曲线
点击链接,查看公众号往期文章,了解有关非甲烷总烃测试过程中标气配置的更多详细内容:非甲烷总烃测定中的标气配置。
向十通阀中通入标准气体系列(1ppm、2ppm、4ppm、8ppm和16ppm),总烃峰和甲烷峰进样后分别在不同氢火焰离子化检测器(FID)出峰,谱图如下(上·总烃谱图1ppm;下·甲烷谱图1ppm):
3.3 室内空气
向十通阀中通入室内空气,总烃峰和甲烷峰进样后分别在不同氢火焰离子化检测器(FID)出峰,谱图如下(上·总烃谱图;下·甲烷谱图):
其中,满足标准中规定除烃空气中总烃含量(含氧峰)≤0.4mg/m3(以甲烷计)。
说明:以上测试结果均以甲烷计,并非以碳计。
4 讨论
非甲烷总烃测试中,氧峰的调试一般比较耗费时间,其响应值和峰形需要符合一定的要求,响应值过大或者负峰均会影响实际样品总烃的测试。总烃柱上氧峰的大小受到FID检测器氢空比、温度和载气流速等的影响,仪器调试时候应当特别注意。
气相色谱分析
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何发
2026-06-15
2026-08-14
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