讲课实验环境化学实验四-六.doc

实验四 环境空气中挥发性有机物的污染与降解 （一）空气中苯系物的测定 挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)是指沸点在50～260℃之间、室温下饱和蒸汽压超过1mmHg的易挥发性化合物，是室内外空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。它主要来自有机化工原料的加工和使用过程，木材、烟草等有机物的不完全燃烧过程，汽车尾气的排放。此外，植物的自然排放物也会产生VOCs。 随着工业迅速发展，建筑物结构发生了较大变化，使得新型建材、保温材料及室内装璜材料被广泛使用；同时各种化妆品、除臭剂、杀虫剂和品种繁多的洗涤剂也大量应用于家庭。其中有机化合物有的可直接挥发，有的可在长期降解过程中释放出低分子有机化合物，由此造成环境空气有机物的污染。由于VOCs的成分复杂，其毒性、刺激性、致癌作用等对人体健康造成较大的影响。因此，研究环境中VOCs的存在、来源、分布规律、迁移转化及其对人体健康的影响一直受到人们的重视，并成为国内外研究的热点。 一、实验目的 1.了解VOCs的成分、特点，初步学会环境空气中苯系物的测定方法。 2.掌握气相色谱法原理及定性定量分析方法，了解气相色谱仪的基本结构及操作步骤。 3.掌握色谱条件的选择原则，了解气相色谱仪常见的检测器及检测原理。 二、实验原理 1.气相色谱法原理 气相色谱法是采用气体作为流动相的一种色谱方法，载气载着欲分离试样通过色谱柱中固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测，其流程见图2－1。 图2－1 气相色谱仪结构示意图 载气由高压钢瓶1提供，经减压阀2进入载气净化干燥管3，由针形阀控制载气的压力和流量，流量计5和压力表指示载气的柱前压力和流量。试样由进样器7进入并汽化，然后进入色谱柱8，各组分分离后依次进入检测器检测，然后经信号放大器10放大后由记录仪11记录。 气相色谱法的分离原理是利用在流动相（载气）和固定相两相间的分配有差异（即有不同的分配系数），当两相作相对运动时，这些组分在两相间的分配反复进行，从几千次到数百万次，即使组分的分配系数只有微小的差异，随着流动相的移动可以有明显的差距，最后使这些组分得到分离1.25ng；甲苯1.00ng；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为2.50ng。当采样体积为100L时，最低检出浓度苯为0.005mg/m3；甲苯为0.004 mg/m3；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为0.010mg/m3。 三、仪器和试剂 1.仪器 (1)气相色谱仪：带氢火焰离子化检测器(FID)、毛细管柱(30m×0.25mm× 0.25μm)。 (2)氢气发生器. (3)静音空压机。 (4)移液管：1mL、5mL、10mL、15mL及20mL。 (5)微量注射器：1μL，10μL。 (6)具塞刻度试管：2mL。 (7)容量瓶：5mL，10mL。 (8)空气采样器：流量范围0.0～1.0L/min。 (9)活性炭采样管：取长10cm，内径6mm玻璃管，洗净烘干，每支内装20～50目粒状活性炭0.5g（活性炭应预先在马福炉内经350℃通高纯氮灼烧3h，放冷后备用）分A，B二段，中间用玻璃棉隔开，见图2-2。 1，2，3－玻璃棉；4、5－粒状活性炭 图2－2 活性炭吸附采样管示意图 2.试剂 (1)苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯均为色谱纯试剂。 (2)二硫化碳：使用前须纯化，并经色谱检验。进样5μL，在苯与甲苯峰之间不出峰方可使用。 (3)苯系物标准贮备液：分别吸取苯、甲苯、乙苯、邻、间、对二甲苯各10.0μL于装有90mL经纯化的二硫化碳的100mL容量瓶中，用二硫化碳稀释至标线，再取上述标液10.0mL于装有80mL纯化过的二硫化碳的100mL容量瓶中，并稀释至标线，摇匀，此贮备液在4℃可保存一个月。此贮备液含苯8.8μg/mL；乙苯8.7μg/mL；甲苯8.7μg/mL；对二甲苯8.6μg/mL；间二甲苯8.7μg/mL；邻二甲苯8.8μg/mL。储备液中苯系物含量计算公式如下： =××106 式中：—苯系物浓度，μg/mL； —为苯系物的密度，g/mL。 四、实验步骤 1.采样 用乳胶管连接采样管B端与空气采样器的进气口。A端垂直向上，处于采样位置。以0.5L/min流量，采样100～400min。采样后，用乳胶管将采样管两端套封，样品放置不能超过10天。 2.色谱仪的操作步骤 (1)开载气。 (2)开气相色谱仪。 (3)选择色谱条件，包括载气流速、汽化室温度、色谱柱温度、检测器温度等。 (4)设定好色谱参数后加热。 (5)开氢气发生器和静音空压机，将氢气流量开关设为关闭状态。 (6)待恒温指示灯亮后，将氢气流量开关调为较大，点火后再调为设定值。 3.标准曲线的绘制 分别取苯系物贮备液0、0.5、10.0、15.0、20.0、2