汽油燃烧烟尘的提取分析研究.pdf

中国工程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 编号094051 汽油燃烧烟尘的提取分析研究 1,2 1,2 1 1 支有冉 宗若雯 * 李飞 赵威风 1.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，安徽，合肥230026 2.中国科学技术大学苏州研究院，苏州市城市公共安全重点实验室，江苏，苏州215123 支有冉：中科大火灾实验室研究生，手机号Email：zyran@mail.ustc.edu.cn 宗若雯：通讯作者，博士，中科大火灾实验室副教授。电话：0551-3606439。Email：zongrw@ustc.edu.cn 摘要： 本文通过对汽油助燃剂燃烧后的烟尘进行提取检测，探讨了SPME 的萃取温度和萃取时间对检测结 果的影响。采用两种不同的汽油燃烧实验进行烟尘的提取，分析产生不同检测结果的原因，并讨论了 PAHs 特征组分产生的机理过程。同时，对静置 10 天后的汽油烟尘也做了深入的提取和研究分析。结 果表明：不同的燃烧方式对烟尘特征组分的形成有着重大的影响，并且静置十天后的汽油烟尘中仍可 以提取出特征组分。 关键词：烟尘， SPME，气质联用，助燃剂，汽油 0 引言 [1] 火灾调查中，助燃剂的检测与定性对纵火案的调查起着重要的作用 。在传统的火 灾现场调查中，往往收集一些可燃物的残渣，通过样品前处理后，借助先进的仪器进行 分析。样品前处理的措施选取也不尽相同，有活性炭吸附、溶剂萃取后自动进样，还有 这几年新出现的比较理想且效果不错的SPME前处理方法[2]。但是，若能增加检测的准确 性，或者在案发现场被破坏后扩大检测的残留物的范围，则无疑将更能提高助燃剂检测 判断的准确性。 烟尘是助燃剂燃烧后产物的重要部分之一，一般残留在案发现场的上方或者远离于 地面的地方。这样，烟尘往往在即使被破坏的案发现场也能较完整的保存下来。所以， 对汽油等助燃剂烟尘的提取和分析在实际火灾调查中有着重要的意义。 燃烧后烟尘中组分的检测与分析，国内外学者已有所研究。国内朱先磊[3]等选取民 用燃煤和工业燃煤的烟尘提取出13种多环芳烃，并对分析结果进行归一化确定，给出了 民用燃煤和工业燃煤多环芳烃成分谱，同时还对多环芳烃的降解致因做了分析。中国工 程物理研究院的王朝清等[4]实测了燃煤工业锅炉所排放的烟尘中常见的PAHs的含量，并 且对多环芳烃对环境的影响进行了分析和评估。叶洲[5]等对油漆稀释剂在地毯上的燃烧 烟尘通过液相萃取样品前处理后，进行GC-MS分析得到油漆稀释剂的燃烧烟尘的部分物 质。 其中，一些有机物燃烧烟尘中组分的形成过程国外学者也有相关的研究。Hartmut[6] 等对煤炭焦油的PAHs 的化学形成过程及PAHs 的降解过程进行了实验和分析，发现经过 15 周之后，只有三种多环芳烃被检测到，而且成分大量减少。SELIM[7]等设计实验装置 对甲烷在燃烧中 PAHs 的形成进行了分析，并且对预混燃烧火焰中所形成的新的多环芳 烃结果进行了比较。E.B.Ledesma[8]等对燃煤的主要焦油的裂解和富燃烧过程中多环芳 烃的形成以及化学变迁做了相关的研究，同时将环境温度和氧气含量对PAH 形成的影响 做了分析。 但是，目前国内外学者对汽油等助燃剂的烟尘形成机理以及汽油烟尘的特征产物形 成的过程等方面研究较少，并且对检测汽油烟尘的前处理条件研究讨论较少。本文通过 分析对SPME提取的实验条件，确定提取出较多汽油烟尘特征组分的前处理条件，并分析 了特征组分的稳定性，同时对汽油的燃烧方式、烟尘形成的机理以及特征物质形成的过 程进行了讨论，尤其对汽油烟尘中PAHs的形成机理进行了深入探讨。本文所做的研究将 在助燃剂火灾调查方面起到重要的促进作用。 1. 实验 1.1 实验设备及材料 本文涉及到的实验装置与器材如下：直径15cm的圆形油盆一个；40cm×40cm×150cm 铁皮罩子一个/三脚支撑架（用于支撑不同燃烧条