摘要: 通過(guo)對(dui)便(bian)(bian)攜(xie)式質譜儀現場(chang)監(jian)測(ce)環境(jing)(jing)空(kong)氣中丙(bing)烯腈的(de)監(jian)測(ce)結果與臺(tai)式GC - MS進(jin)行了比對(dui),發現兩組監(jian)測(ce)數(shu)據有一定(ding)的(de)一致性,相關(guan)性不高,分析了產生數(shu)據差異性的(de)原因,并對(dui)便(bian)(bian)攜(xie)式質譜儀的(de)單點校正(zheng)方(fang)式進(jin)行了討論,提高了便(bian)(bian)攜(xie)式質譜儀測(ce)定(ding)應急事故現場(chang)環境(jing)(jing)空(kong)氣中丙(bing)烯腈濃度的(de)準確性。

關鍵詞: 便攜式質譜儀(yi), 連(lian)續監測(ce), 丙烯腈

2008年9月22日寧波某化(hua)工(gong)有(you)限公司發生嚴重的(de)(de)丙(bing)烯腈(jing)原料(liao)罐泄漏事故。為了(le)能(neng)實(shi)時(shi)了(le)解(jie)該污染事故對(dui)周圍環境(jing)造成的(de)(de)影響,采(cai)用(yong)了(le)具(ju)有(you)快速定性(xing)定量優點(dian)(dian)的(de)(de)便攜式(shi)質(zhi)譜(pu)儀(yi)對(dui)現場大氣環境(jing)進行(xing)(xing)連續(xu)(xu)采(cai)樣分析,同時(shi)對(dui)便攜式(shi)質(zhi)譜(pu)儀(yi)連續(xu)(xu)監測(ce)(ce)數據與(yu)臺式(shi)機(ji)GC - MS的(de)(de)監測(ce)(ce)數據進行(xing)(xing)了(le)對(dui)比(bi),優化(hua)了(le)便攜式(shi)質(zhi)譜(pu)儀(yi)的(de)(de)單點(dian)(dian)定量丙(bing)烯腈(jing)的(de)(de)校(xiao)正(zheng)方(fang)式(shi),提高了(le)便攜式(shi)質(zhi)譜(pu)儀(yi)監測(ce)(ce)數據的(de)(de)準確性(xing)。

1　實驗部分

1.1　儀器

EcoSys2p (歐洲質譜(pu)公司)便攜式(shi)質譜(pu)儀; Nutech 3550DS預(yu)濃縮系統(tong)(美(mei)國Nutech公司) , 6890N 氣相色(se)譜(pu)儀(美(mei)國Agilent 公司) , 5973 inert質譜(pu)儀(美(mei)國Agilent公司) 。

1.2　方法原理

便攜式質譜(pu)儀是利用電子(zi)轟擊質譜(pu)原理,在 70eV的(de)能量(liang)下將目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)轟擊成特(te)征(zheng)碎片,根據目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)的(de)特(te)征(zheng)離(li)(li)子(zi)進(jin)(jin)(jin)行(xing)定性,根據特(te)征(zheng)離(li)(li)子(zi)的(de)強(qiang)度(du)進(jin)(jin)(jin)行(xing)定量(liang)。Nutech - GC - MS系(xi)統(后(hou)面簡稱(cheng)為GC - MS)首先(xian)對樣品中目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)濃縮富集,然(ran)后(hou)利用氣相色譜(pu)儀將目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)分離(li)(li),在質譜(pu)儀中根據保留時間和特(te)征(zheng)離(li)(li)子(zi)的(de)強(qiang)度(du)進(jin)(jin)(jin)行(xing)定性定量(liang)分析。

2　結果與討論

2.1　數據差異原因分析

發生丙烯(xi)(xi)腈泄漏事故(gu)后,由于丙烯(xi)(xi)腈劇毒對(dui)人體(ti)危害大。市政(zheng)府(fu)和環(huan)保(bao)局高度重視,要求應(ying)急監(jian)測人員采(cai)用(yong)應(ying)急監(jian)測儀(yi)(yi)器(qi)和實(shi)驗(yan)室(shi)儀(yi)(yi)器(qi)對(dui)事故(gu)現(xian)場采(cai)樣分析(xi),圖1為便攜(xie)式(shi)質(zhi)譜儀(yi)(yi)和實(shi)驗(yan)室(shi) GC - MS監(jian)測數(shu)據比較圖。

從圖1可(ke)以看(kan)出,這兩(liang)種儀器丙(bing)烯(xi)腈監測結(jie)果有一(yi)定的(de)一(yi)致性,但相(xiang)關(guan)性不高,數據(ju)存(cun)在(zai)一(yi)定的(de)差(cha)異。經過分(fen)析認(ren)為,丙(bing)烯(xi)腈泄(xie)漏事故后(hou),大氣(qi)環境中丙(bing)烯(xi)腈濃度高,空氣(qi)中其他(ta)物(wu)質(zhi)對丙(bing)烯(xi)腈的(de)質(zhi)譜(pu)碎(sui)片特征離(li)子( 53)影響小,因此,由于(yu)特征離(li)子造成監測數據(ju)偏差(cha)的(de)原因可(ke)以排除(chu),主要(yao)偏差(cha)可(ke)能是因為便攜(xie)式質(zhi)譜(pu)儀是單點(dian)校準(zhun),而(er)GC - MS采用多(duo)點(dian)校準(zhun)。圖1中便攜(xie)式質(zhi)譜(pu)儀單點(dian)校準(zhun)方式采用濃度為100ppb。

2.2　便攜式質譜校準條件探討

為了考察不同濃度(du)(du)校準(zhun)方(fang)式對(dui)測(ce)定結果(guo)(guo)的(de)(de)影(ying)響, 分別使用高濃度(du)(du)( 1000ppb ) 和低濃度(du)(du) (100ppb) )的(de)(de)丙烯腈、甲苯和苯乙烯的(de)(de)混合物標(biao)氣對(dui)儀器校準(zhun)后, 再對(dui)這兩(liang)個(ge)標(biao)樣進行分析。表1和表2分別為100、1000ppb標(biao)準(zhun)校準(zhun)后再次分析的(de)(de)結果(guo)(guo)。

從(cong)表(biao)1和(he)表(biao)2的(de)分析結果來看,丙(bing)烯腈(jing)用(yong)高(gao)標準(zhun)(zhun)濃度(du)(du)校(xiao)(xiao)準(zhun)(zhun)后(hou)分析結果較(jiao)為(wei)準(zhun)(zhun)確,采(cai)用(yong)低濃度(du)(du)校(xiao)(xiao)準(zhun)(zhun)偏差相對較(jiao)大(da),甲苯和(he)苯乙烯采(cai)用(yong)高(gao)濃度(du)(du)和(he)低濃度(du)(du)校(xiao)(xiao)準(zhun)(zhun)方式偏差不(bu)大(da)。

配(pei)制500ppb和900ppb的丙烯腈、甲苯、苯乙烯混合標(biao)氣(qi)樣(yang)品(pin)兩(liang)個(ge),再次分(fen)別用100ppb和1000ppb 兩(liang)種校準方式進行驗(yan)證分(fen)析,結果如(ru)表3。

由(you)表3可知(zhi),丙烯腈(jing)用(yong)高濃度標準校準時結果(guo)較(jiao)為準確。綜(zong)合(he)以(yi)上結果(guo),丙烯腈(jing)采(cai)用(yong)高濃度 (1000ppb)作為便攜(xie)式質譜儀(yi)單點校準方式。

2.3　實樣分析

在(zai)丙(bing)烯腈泄漏(lou)事故現場(chang),用(yong)便攜式質譜儀在(zai)現場(chang)連續監(jian)(jian)測,同時采用(yong)蘇碼罐采樣后用(yong)實驗室 GC - MS分析。表4為對應的比(bi)對結果,圖2為兩臺儀器(qi)監(jian)(jian)測數據的相關圖。

從(cong)表4監測數據比對結(jie)果來看,兩者(zhe)的(de)(de)監測結(jie)果仍有一定(ding)的(de)(de)偏(pian)差,最高偏(pian)差達(da)30%,但從(cong)圖(tu)2的(de)(de)相關(guan)圖(tu)來看,其(qi)相關(guan)性(xing)已顯著提高,相關(guan)系數從(cong)原來的(de)(de) 01896提高到01988。作(zuo)為事故(gu)應急現(xian)場,首先(xian)要(yao)求污染物定(ding)性(xing)準(zhun)確,然后(hou)要(yao)求定(ding)量有一定(ding)的(de)(de)準(zhun)確性(xing),因(yin)此(ci)便(bian)攜式質譜儀采用(yong)優化(hua)后(hou)的(de)(de)單點校準(zhun)方式,可(ke)以用(yong)于連續測定(ding)環境空氣中的(de)(de)丙烯(xi)腈。

3　結論

(1)雖(sui)然便(bian)攜(xie)式(shi)質譜儀具有方(fang)便(bian)攜(xie)帶、定(ding)性(xing)準(zhun)和分析速度快等優(you)點(dian),但(dan)要提高其監(jian)測(ce)數據的(de)可(ke)靠性(xing),一定(ding)要對不同(tong)物質采(cai)用不同(tong)的(de)濃度進行單(dan)點(dian)校準(zhun)方(fang)式(shi)優(you)化。對丙烯腈而言(yan),選(xuan)用高濃度校準(zhun)方(fang)式(shi),監(jian)測(ce)數據的(de)準(zhun)確(que)性(xing)較高。

(2)從便(bian)攜式質譜(pu)儀和(he)實驗室(shi)臺式機(ji)GC - MS 的標氣和(he)樣品(pin)數據(ju)比(bi)對(dui)結果來看,數據(ju)偏差(cha)在5%～ 27%以內,便(bian)攜式質譜(pu)儀可以用于應急現場監(jian)測(ce)。

(3)在(zai)此次(ci)應急(ji)事故(gu)中兩組數據(ju)的差(cha)異(yi)(yi)情(qing)況,由于校準方式、采樣(yang)方式等原因都會對數據(ju)差(cha)異(yi)(yi)產生影響。

參考文獻:

[ 1 ] 曾新宇,錢麗艷. 便攜式傅立(li)葉變換紅外氣體分析儀(yi)比(bi)對氨檢測(ce)方(fang)法的探討(tao)[ J ]. 中國環境(jing)監測(ce), 2006, 22 (4) : 24 - 25.

[ 2 ] 翁(weng)燕波,趙建平(ping),陳奕揚. 差分光譜(pu)法連續監(jian)測空氣中(zhong)SO2、NO2、苯(ben)(ben)、甲(jia)苯(ben)(ben)方法探討[ J ]. 中(zhong)國環境(jing)監(jian)測, 2004, 20 (3) : 33 - 34.

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