摘要: 通過(guò)對(duì)便攜式質(zhì)譜儀現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中丙烯腈的監(jiān)測(cè)結(jié)果與臺(tái)式GC - MS進(jìn)行了比對(duì),發(fā)現(xiàn)兩組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有一定的一致性,相關(guān)性不高,分析了產(chǎn)生數(shù)據(jù)差異性的原因,并對(duì)便攜式質(zhì)譜儀的單點(diǎn)校正方式進(jìn)行了討論,提高了便攜式質(zhì)譜儀測(cè)定應(yīng)急事故現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空氣中丙烯腈濃度的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞: 便攜式質(zhì)譜儀, 連續(xù)監(jiān)測(cè), 丙烯腈

2008年9月22日寧波某化工有限公司發(fā)生嚴(yán)重的丙烯腈原料罐泄漏事故。為了能實(shí)時(shí)了解該污染事故對(duì)周?chē)h(huán)境造成的影響,采用了具有快速定性定量?jī)?yōu)點(diǎn)的便攜式質(zhì)譜儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大氣環(huán)境進(jìn)行連續(xù)采樣分析,同時(shí)對(duì)便攜式質(zhì)譜儀連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與臺(tái)式機(jī)GC - MS的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,優(yōu)化了便攜式質(zhì)譜儀的單點(diǎn)定量丙烯腈的校正方式,提高了便攜式質(zhì)譜儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　儀器

EcoSys2p (歐洲質(zhì)譜公司)便攜式質(zhì)譜儀; Nutech 3550DS預(yù)濃縮系統(tǒng)(美國(guó)Nutech公司) , 6890N 氣相色譜儀(美國(guó)Agilent 公司) , 5973 inert質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司) 。

1.2　方法原理

便攜式質(zhì)譜儀是利用電子轟擊質(zhì)譜原理,在 70eV的能量下將目標(biāo)化合物轟擊成特征碎片,根據(jù)目標(biāo)化合物的特征離子進(jìn)行定性,根據(jù)特征離子的強(qiáng)度進(jìn)行定量。Nutech - GC - MS系統(tǒng)(后面簡(jiǎn)稱為GC - MS)首先對(duì)樣品中目標(biāo)化合物進(jìn)行濃縮富集,然后利用氣相色譜儀將目標(biāo)化合物進(jìn)行分離,在質(zhì)譜儀中根據(jù)保留時(shí)間和特征離子的強(qiáng)度進(jìn)行定性定量分析。

2　結(jié)果與討論

2.1　數(shù)據(jù)差異原因分析

發(fā)生丙烯腈泄漏事故后,由于丙烯腈劇毒對(duì)人體危害大。市政府和環(huán)保局高度重視,要求應(yīng)急監(jiān)測(cè)人員采用應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器和實(shí)驗(yàn)室儀器對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)采樣分析,圖1為便攜式質(zhì)譜儀和實(shí)驗(yàn)室 GC - MS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較圖。

從圖1可以看出,這兩種儀器丙烯腈監(jiān)測(cè)結(jié)果有一定的一致性,但相關(guān)性不高,數(shù)據(jù)存在一定的差異。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為,丙烯腈泄漏事故后,大氣環(huán)境中丙烯腈濃度高,空氣中其他物質(zhì)對(duì)丙烯腈的質(zhì)譜碎片特征離子( 53)影響小,因此,由于特征離子造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏差的原因可以排除,主要偏差可能是因?yàn)楸銛y式質(zhì)譜儀是單點(diǎn)校準(zhǔn),而GC - MS采用多點(diǎn)校準(zhǔn)。圖1中便攜式質(zhì)譜儀單點(diǎn)校準(zhǔn)方式采用濃度為100ppb。

2.2　便攜式質(zhì)譜校準(zhǔn)條件探討

為了考察不同濃度校準(zhǔn)方式對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響, 分別使用高濃度( 1000ppb ) 和低濃度 (100ppb) )的丙烯腈、甲苯和苯乙烯的混合物標(biāo)氣對(duì)儀器校準(zhǔn)后, 再對(duì)這兩個(gè)標(biāo)樣進(jìn)行分析。表1和表2分別為100、1000ppb標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)后再次分析的結(jié)果。

從表1和表2的分析結(jié)果來(lái)看,丙烯腈用高標(biāo)準(zhǔn)濃度校準(zhǔn)后分析結(jié)果較為準(zhǔn)確,采用低濃度校準(zhǔn)偏差相對(duì)較大,甲苯和苯乙烯采用高濃度和低濃度校準(zhǔn)方式偏差不大。

配制500ppb和900ppb的丙烯腈、甲苯、苯乙烯混合標(biāo)氣樣品兩個(gè),再次分別用100ppb和1000ppb 兩種校準(zhǔn)方式進(jìn)行驗(yàn)證分析,結(jié)果如表3。

由表3可知,丙烯腈用高濃度標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)時(shí)結(jié)果較為準(zhǔn)確。綜合以上結(jié)果,丙烯腈采用高濃度 (1000ppb)作為便攜式質(zhì)譜儀單點(diǎn)校準(zhǔn)方式。

2.3　實(shí)樣分析

在丙烯腈泄漏事故現(xiàn)場(chǎng),用便攜式質(zhì)譜儀在現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè),同時(shí)采用蘇碼罐采樣后用實(shí)驗(yàn)室 GC - MS分析。表4為對(duì)應(yīng)的比對(duì)結(jié)果,圖2為兩臺(tái)儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)圖。

從表4監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果來(lái)看,兩者的監(jiān)測(cè)結(jié)果仍有一定的偏差,最高偏差達(dá)30%,但從圖2的相關(guān)圖來(lái)看,其相關(guān)性已顯著提高,相關(guān)系數(shù)從原來(lái)的 01896提高到01988。作為事故應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng),首先要求污染物定性準(zhǔn)確,然后要求定量有一定的準(zhǔn)確性,因此便攜式質(zhì)譜儀采用優(yōu)化后的單點(diǎn)校準(zhǔn)方式,可以用于連續(xù)測(cè)定環(huán)境空氣中的丙烯腈。

3　結(jié)論

(1)雖然便攜式質(zhì)譜儀具有方便攜帶、定性準(zhǔn)和分析速度快等優(yōu)點(diǎn),但要提高其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,一定要對(duì)不同物質(zhì)采用不同的濃度進(jìn)行單點(diǎn)校準(zhǔn)方式優(yōu)化。對(duì)丙烯腈而言,選用高濃度校準(zhǔn)方式,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高。

(2)從便攜式質(zhì)譜儀和實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式機(jī)GC - MS 的標(biāo)氣和樣品數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果來(lái)看,數(shù)據(jù)偏差在5%～ 27%以內(nèi),便攜式質(zhì)譜儀可以用于應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

(3)在此次應(yīng)急事故中兩組數(shù)據(jù)的差異情況,由于校準(zhǔn)方式、采樣方式等原因都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)差異產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn):

[ 1 ] 曾新宇,錢(qián)麗艷. 便攜式傅立葉變換紅外氣體分析儀比對(duì)氨檢測(cè)方法的探討[ J ]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2006, 22 (4) : 24 - 25.

[ 2 ] 翁燕波,趙建平,陳奕揚(yáng). 差分光譜法連續(xù)監(jiān)測(cè)空氣中SO2、NO2、苯、甲苯方法探討[ J ]. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè), 2004, 20 (3) : 33 - 34.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”