三、垃圾填埋气痕量气体的气相色谱监测
垃圾填埋气中包括许多微量气体,尽管这些微量气体的浓度很低,但其毒性强,对环境和人体健康的危害很大。微量气体大多是挥发性有机污染物(VOCS)。在一些发达国家如美国已将一些微量的芳烃化合物和卤代化合物作为垃圾填埋场空气的常规监测项目[7]。我国邹世春等人通过对广州第二垃圾填埋场进行监测,共检测出了多达63种VOCS,其中有16种为美国国家环保局(USEPA)优先控制污染物,包括苯、甲苯、乙苯、氯乙烯、氯仿、氯苯等污染物[7]。这表明在垃圾填埋场空气中存在着可产生三致作用的毒害性有机物,并使垃圾填埋场有可能成为较严重的污染源。
3.1苯系物的气相色谱法监测[5]
3.1.1原理
用活性炭吸附采样管富集空气中的苯、甲苯、乙苯、二甲苯等后,加二硫化碳解吸,经DNP+Bentane色谱柱分离,火焰离子化检测器测定,以保留时间定性,峰高外标法定量。
3.1.2仪器及设备
气相色谱仪:具有火焰离子化检测器,色谱柱长2m,内径3mm不锈钢柱,柱内填充涂附2.5%DNP及2.5%Bentane的ChromosorbWHPDMCS(80~100目);空气采样器:流量0~1L/min;活性炭吸附采样管。
3.1.3色谱条件
柱温:64℃;气化室温度:150℃;检测器温度:150℃。
载气氮气流量:50ml/min;燃气氢气流量:46ml/min;助燃气空气流量:320ml/min
在这些条件下,进行实验测定。先配制苯系物的标准储备液,然后进样测定,绘制标准曲线。
3.2非甲烷烃的气相色谱法测定[8]
3.2.1主要仪器设备和试剂
(1)SP-3420型气相色谱仪(北京分析仪器厂),氢火焰离子检测器(FID);(2)RJ-I型热解吸器,RJ-ZH-1型热解吸与控制仪;(3)活性炭吸附采样管,长10cm,内径6mm,壁厚0.8~1mm;(4)注射器,1ul,5ml,100ml;(5)TDP-1000型大气采样器,采样流量0~1L/min;(6)正己烷标准溶液。
3.2.2色谱分析条件
硅烷化玻璃微球(60~80目)不锈钢填充柱:柱长3m,进样器温度170℃,检测器温度170℃,辅助温度160℃,柱温75℃,载气流量(N2)30VmL/min,燃气流量(H2)30Ml/min,助燃气(O2)流量300ml/min;进样量:直接进样1Ml。
3.2.3正己烷标准气体的配制
以N2为空白稀释气体。吸取1uL正己烷标准溶液于100ml充有N2的注射器中,待完全挥发,充分摇匀,此注射器中的气体为标准源气。再吸取1ml标准源气于另一有氮气的注射器中,摇匀,该气体即为定性和定量分析是的标准气体。
3.3醛酮污染物的气相色谱测定[9]
3.3.1试剂和标准样品
甲醛、乙醛、丙烯醛、丁醛和苯甲醛均为分析纯,正戊醛为优级纯,丙酮、丁酮和苯乙酮均为分析纯。2,4-二硝基苯肼,AR;二硫化碳,AR,现用现蒸;双蒸水用前现蒸。2,4-二硝基苯肼吸收液:用1mol?l-1硫酸溶解适量2,4-二硝基苯肼固体,制成饱和溶液,用1/10(V/V)二硫化碳提取两次。吸收液应在采样前48h内制备纯化。
3.3.2仪器及其条件
气相色谱仪为美国PE9000AutoSystemGC。色谱柱为SE-54毛细柱,长25m,内径0.32?;检测器为电子捕获检测器。柱温220℃恒温;气化温度270℃;检测器温度375℃;载气为N2,40ml?min-1,分流比1:50。进流量1μl。
3.3.3实验方法
采用两支U型多孔玻璃板吸收管串连采集空气样品,吸收管内装入10ml2,4-二硝基苯肼吸收液。采样装置为空气采样器,转子流量计以皂膜流量计校准。采样速度为0.5~1.0ml?min-1,采样时间为10~60min.
样品采集后,定量转移到100ml分液漏斗中用2×5mlCS2萃取。有机层转移到25ml容量瓶中,以CS2定容到25ml。用相对保留时间定性,用外标法定量。
四、结论
气相色谱是具有高分离效能、高选择性、高灵敏度、分析速度快、定性定量准确、应用范围广泛、样品用量少等特点的一种新型通用分离分析技术。它在分析空气和废气中的如CO2、CH4及一些痕量污染物中有着很广泛的应用。垃圾填埋场产生的填埋气中的许多成分诸如CO2、CH4及一些VOCS都可以通过调整和选择最佳操作条件如:载气流速的选择、载气的选择、柱温的选择、柱形和柱长的选择来进行分离和分析。气相色谱法在垃圾填埋气分析中有着广泛的应用。
参考文献
1.魏复盛等,水和废水分析方法指南(中册),中国环境科学出版社,P135,1994
2.张世森,环境监测技术,高等教育出版社,1992.5
3.Georgetchobanogous,Hilarytheisen.Integratedsolidwastemanagementengineering:PrinciplesandmanagementIssues[M]NewYork:McGraw-Hill,1993
4.黎青松等.城市生活垃圾填埋场产气规律研究,上海环境科学,1999,18(4):32~35
5.国家环保总局,空气和废气监测分析方法,中国环境科学出版社,1990
6.方满等,垃圾填埋产气的气相色谱测定,环境污染与防治,1996,
7.邹世春等.垃圾填埋场空气中微量挥发性有机物的分析[J].环境科学.2000;21(2):70~73
8.郑丽琴等,碳管吸收气相色谱法测定大气中的非甲烷烃,城市环境和城市生态,2000,13(4):32~33
9.戴天有,魏复盛等,空气和废气中醛酮污染物的气相色谱测定,环境化学,1998,17(3):293~297