HJ 604-2017 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 6042017 代替 HJ 6042011 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法 Ambient airDetermination of total hydrocarbons,methane and nonmethane hydrocarbonsDirect injection/gas chromatography 2017-12-14 发布 2018-03-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 6042017 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2017 年 第 71 号 为贯彻 中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范环境监测工作，现批准 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法等八项标准为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下：一、环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法（HJ 6042017）；二、环境空气 有机氯农药的测定 气相色谱-质谱法（HJ 9002017）；三、环境空气 有机氯农药的测定 气相色谱法（HJ 9012017）；四、环境空气 多氯联苯的测定 气相色谱-质谱法（HJ 9022017）；五、环境空气 多氯联苯的测定 气相色谱法（HJ 9032017）；六、环境空气 多氯联苯混合物的测定 气相色谱法（HJ 9042017）；七、功能区声环境质量自动监测技术规范（HJ 9062017）；八、环境噪声自动监测系统技术要求（HJ 9072017）。以上标准自 2018 年 3 月 1 日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（ 2011 年 2 月 10 日批准发布的 环境空气 总烃的测定 气相色谱法（HJ 6042011）废止。特此公告。环境保护部 2017 年 12 月 14 日 HJ 6042017 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1 5 试剂和材料.2 6 仪器和设备.2 7 样品.2 8 分析步骤.3 9 结果计算与表示.4 10 精密度和准确度.5 11 质量保证和质量控制.5 12 注意事项.6 HJ 6042017 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，保护环境，保障人体健康，规范环境空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定环境空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的直接进样-气相色谱法。本标准是对环境空气 总烃的测定 气相色谱法（HJ 6042011）的修订。本标准首次发布于 1994 年，原标准（GB/T 152631994）起草单位为甘肃省环境监测中心站，第一次修订于 2011 年。本次为第二次修订，修订的主要内容如下：扩展了测定指标，增加了甲烷和非甲烷总烃，相应修改标准名称；适用范围增加了无组织排放监控点空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定；修改了总烃的定义，增加了非甲烷总烃的定义；增加气袋作为采样容器，规定了样品采集、保存方式和保存期限；增加了质量保证和质量控制要求；删除了附录。自本标准实施之日起，环境空气 总烃的测定 气相色谱法（HJ 6042011）废止。本标准由环境保护部环境监测司和科技标准司组织制订。本标准起草单位：常州市环境监测中心。本标准验证单位：江苏省环境监测中心、苏州市环境监测中心站、苏州工业园区环境监测中心站、泰州市环境监测中心站、南通市环境监测中心站、镇江市环境监测中心站和常州市武进区环境监测站。本标准环境保护部 2017 年 12 月 14 日批准。本标准自 2018 年 3 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 6042017 1 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法 1 适用范围 本标准规定了测定环境空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的直接进样-气相色谱法。本标准适用于环境空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定，也适用于污染源无组织排放监控点空气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定。当进样体积为 1.0 ml 时，本标准测定总烃、甲烷的检出限均为 0.06 mg/m3（以甲烷计），测定下限均为 0.24 mg/m3（以甲烷计）；非甲烷总烃的检出限为 0.07 mg/m3（以碳计），测定下限为 0.28 mg/m3（以碳计）。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。HJ 194 环境空气质量手工监测技术规范 HJ 664 环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）HJ 732 固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法 HJ/T 55 大气污染物无组织排放监测技术导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 总烃 total hydrocarbons（THC）指在本标准规定的测定条件下，在气相色谱仪的氢火焰离子化检测器上有响应的气态有机化合物的总和。3.2 非甲烷总烃 nonmethane hydrocarbons（NMHC）指在本标准规定的测定条件下，从总烃中扣除甲烷以后其他气态有机化合物的总和（除非另有说明，结果以碳计）。4 方法原理 将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，分别在总烃柱和甲烷柱上测定总烃和甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。同时以除烃空气代替样品，测定氧在总烃柱上的响应值，以扣除样品中的氧对总烃测定的干扰。HJ 6042017 2 5 试剂和材料 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂和蒸馏水。5.1 除烃空气：总烃含量（含氧峰）0.40 mg/m3（以甲烷计）；或在甲烷柱上测定，除氧峰外无其他峰。5.2 甲烷标准气体：10.0 mol/mol，平衡气为氮气。也可根据实际工作需要向具资质生产商定制合适摩尔分数的标准气体。5.3 氮气：纯度99.999%。5.4 氢气：纯度99.99%。5.5 空气：用净化管净化。5.6 标准气体稀释气：高纯氮气或除烃氮气，纯度99.999%，按样品测定（8.3）步骤测试，总烃测定结果应低于本标准方法检出限。6 仪器和设备 6.1 采样容器：全玻璃材质注射器，容积不小于 100 ml，清洗干燥后备用；气袋材质符合 HJ 732 的相关规定，容积不小于 1 L，使用前用除烃空气（5.1）清洗至少 3 次。6.2 真空气体采样箱：由进气管、真空箱、阀门和抽气泵等部分组成，样品经过的管路材质应不与被测组分发生反应。6.3 气相色谱仪：具氢火焰离子化检测器。6.4 进样器：带 1 ml 定量管的进样阀或 1 ml 气密玻璃注射器。6.5 色谱柱 6.5.1 填充柱：甲烷柱，不锈钢或硬质玻璃材质，2 m4 mm，内填充粒径 180250 m（8060 目）的 GDX-502 或 GDX-104 担体；总烃柱，不锈钢或硬质玻璃材质，2 m4 mm，内填充粒径 180250 m（8060 目）的硅烷化玻璃微珠。6.5.2 毛细管柱：甲烷柱，30 m0.53 mm25 m 多孔层开口管分子筛柱或其他等效毛细管柱；总烃柱，30 m0.53 mm 脱活毛细管空柱。6.6 一般实验室常用仪器和设备。7 样品 7.1 样品采集 环境空气按照 HJ 194 和 HJ 664 的相关规定布点和采样；污染源无组织排放监控点空气按照 HJ/T 55或者其他相关标准布点和采样。采样容器经现场空气清洗至少 3 次后采样。以玻璃注射器满刻度采集空气样品，用惰性密封头密封；以气袋采集样品的，用真空气体采样箱（6.2）将空气样品引入气袋，至最大体积的 80%左右，立刻密封。7.2 运输空白 将注入除烃空气（5.1）的采样容器带至采样现场，与同批次采集的样品一起送回实验室分析。7.3 样品保存 采集样品的玻璃注射器应小心轻放，防止破损，保持针头端向下状态放入样品箱内保存和运送。HJ 6042017 3 样品常温避光保存，采样后尽快完成分析。玻璃注射器保存的样品，放置时间不超过 8 h；气袋保存的样品，放置时间不超过 48 h，如仅测定甲烷，应在 7 d 内完成。8 分析步骤 8.1 参考色谱条件 进样口温度：100。柱温：80。检测器温度：200。载气：氮气（5.3），填充柱流量 1525 ml/min，毛细管柱流量 810 ml/min。燃烧气：氢气（5.4），流量约 30 ml/min。助燃气：空气（5.5），流量约 300 ml/min。毛细管柱尾吹气：氮气（5.3），流量 1525 ml/min，不分流进样。进样量：1.0 ml。8.2 校准 8.2.1 校准系列的制备 以 100 ml 注射器（预先放入一片硬质聚四氟乙烯小薄片）或 1 L 气袋为容器，按 11 的体积比，用标准气体稀释气（5.6）将甲烷标准气体（5.2）逐级稀释，配制 5 个摩尔分数梯度的校准系列，该校准系列分别是 0.625 mol/mol、1.25 mol/mol、2.50 mol/mol、5.00 mol/mol、10.0 mol/mol。注：校准系列可根据实际情况确定适宜的浓度范围，也可选用动态气体稀释仪配制，或向具资质生产商定制。8.2.2 绘制校准曲线 由低摩尔分数到高摩尔分数依次抽取 1.0 ml 校准系列（8.2.1），注入气相色谱仪（6.3），分别测定总烃、甲烷。以总烃和甲烷的摩尔分数（mol/mol）为横坐标，以其对应的峰面积为纵坐标，分别绘制总烃、甲烷的校准曲线。注：当样品摩尔分数与校准气样摩尔分数相近时可采用单点校准，单点校准气应至少进样 2 次，色谱响应相对偏差应10%，计算时采用平均值。8.2.3 标准色谱图 在本标准给出的色谱分析参考条件（8.1）下，毛细管柱上的标准色谱图见图 1，填充柱上的标准色谱图见图 2。0.833 min 总烃 0.833 min 氧 1.061 min 甲烷 0.894 min 氧 a.总烃柱上的总烃峰 b.总烃柱上的氧峰 c.甲烷柱上的氧峰和甲烷峰 图 1 总烃、甲烷和氧在毛细管柱上的标准色谱图 HJ 6042017 4 0.516 min 总烃 0.578 min 甲烷 0.516 min 氧 0.490 min 氧 a.总烃柱上的总烃峰 b.总烃柱上的氧峰 c.甲烷柱上的氧峰和甲烷峰 图 2 总烃、甲烷和氧在填充柱上的标准色谱图 8.3 样品测定 8.3.1 总烃和甲烷的测定 按照与绘制校准曲线相同的操作步骤和分析条件，测定样品的总烃和甲烷峰面积，总烃峰面积应扣除氧峰面积后参与计算。注：总烃色谱峰后出现的其他峰，应一并计入总烃峰面积。8.3.2 氧峰面积的测定 按照与绘制校准曲线相同的操作步骤和分析条件，测定除烃空气（5.1）在总烃柱上的氧峰面积。8.4 空白试验 运输空白样品（7.2）按照与绘制校准曲线相同的操作步骤和分析条件测定。9 结果计算与表示 9.1 结果计算 样品中总烃、甲烷的质量浓度，按照式（1）进行计算：1622.4=（1）式中：样品中总烃或甲烷的质量浓度（以甲烷计），mg/m3；从校准曲线或对比单点校准点获得的样品中总烃或甲烷的摩尔分数（总烃计算时应扣除氧峰面积），mol/mol；16甲烷的摩尔质量，g/mol；22.4标准状态下（273.15 K，101.325 kPa）气体的摩尔体积，L/mol。样品中非甲烷总烃质量浓度，按照式（2）计算。NMHCTHCM12()16=（2）式中：NMHC样品中非甲烷总烃的质量浓度（以碳计），mg/m3；THC样品中总烃的质量浓度（以甲烷计），mg/m3；M样品中甲烷的质量浓度（以甲烷计），mg/m3；12碳的摩尔质量，g/mol；16甲烷的摩尔质量，g/mol。HJ 6042017 5 注 1：非甲烷总烃也可根据需要以甲烷计，并注明。注 2：单独检测甲烷时，结果可换算为体积分数等表达方式。9.2 结果表示 当测定结果小于 1 mg/m3时，保留至小数点后两位；当测定结果大于等于 1 mg/m3时，保留 3 位有效数字。10 精密度和准确度