工业分析技术（第二版）课件：气体分析

工业分析技术前言气体分析第一节概述一、工业气体

工业气体种类很多，根据它们在工业上的用途大致可分为以下几种。

(1)气体燃料

①天然气。煤与石油的组成物质分解的产物，存在于含煤或石油的地层中。主要成分是甲烷。

②焦炉煤气。煤在800℃以上炼焦的副产物。主要成分是氢和甲烷。

③石油气。石油裂解的产物。主要成分是甲烷、烯烃及其他碳氢化合物。

④水煤气。由水蒸气作用于赤热的煤而生成。主要成分是一氧化碳和氢气。

前言气体分析第一节概述

(2)化工原料气。除上述的天然气、焦炉煤气、石油气、水煤气等均可作为化工原料气外还有其他几种。

①黄铁矿焙烧炉气。主要成分是二氧化硫，用于合成硫酸。4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2↑

②石灰焙烧窑气。主要成分是二氧化碳，用于制碱工业。CaCO3→CaO+CO2↑

(3)气体产品

以气体形式存在的工业产品种类也很多，如氢气、氮气、氧气、乙炔气和氦气等。

（4）废气

各种工业用炉的烟道气，即燃料燃烧后的产物，主要成分为N2、O2、CO、CO2、水蒸气及少量的其他气体。在化工生产中排放出来的大量尾气，情况各异组成较为复杂。

(5)厂房空气

工业厂房内的空气一般多少含有些生产用的气体。这些气体中有些对身体有害，有些能够引起燃烧爆炸。工业厂房空气在分析上是指厂房空气中这类有害气体。二、气体分析意义及其特点三、气体分析方法

气体分析方法：化学分析法、物理分析法及物理化学分折法。

化学分析法：是根据气体的某一化学特性进行测定的，如吸收法、燃烧法。

物理分析法：是根据气体的物理特性，如密度、热导率、折射率、热值等来进行测定的。

过渡页

物理化学分析法：是根据气体的物理化学特性来进行测定的，如电导法、色谱法和红外光谱法等。

当气体混合物中各个组分的含量的表示：

为常量时，一般采用体积分数来表示，如合成氨中煤气分析，

气体混合物中各组分的含量是微量时，一般采用每升或每立方米中所含的质量(mg)或体积(µL)来表示，如空气中有害物质(SO2、NH3、NO2)的分析。过渡页第二节气体试样采取

从气体组成不一致的某一点取样，则所采取的试样不能代表其平均组成。

在化工厂中最常采取的有下列各种气体试样。

①平均试样。用一定装置使取样过程能在一个相当时间内或整个生产循环中，或者在某生产过程的周期内进行，所取试样可以代表一个过程或整个循环内气体的平均组成。

②定期试样。经过一定时间间隔所采取的试样。

③定位试样。在设备中不同部位（如上部、中部、下部）所采取的试样。

④混合试样。是几个试样的混合物，这些试样取自不同对象或在不同时间内取自同一对象。

点击添加标题一、采样方法

1．常压下取样当气体压力近于大气压或等于大气压时，常用封闭液改变液面位置以引入气体试样，若感到气体压力不足时，可以利用流水抽气泵抽取气体试样。(1)用取样瓶采取气体试样如图4-2所示，(2)用取样管采取气体试样如图4-3所示，

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(3)用抽气泵采取气体试样

2．正压下取样3．负压下取样点击添加标题二、气体体积的测量

1．量气管量气管的类型有单臂式和双臂式两类，点击添加标题

(1)单臂式量气管单臂式量气管分直式、单球式、双球式3种。最简单的量气管是直式，是一支容积为100mL有刻度的玻璃管，分度值为0.2mL，可读出在100mL体积范围内的所示体积；单球式量气管的下端细长部分一般有40～60mL的刻度，分度值为0.1mL，

(2)双臂式量气管

总体积也是100mL，左臂由4个20mL的玻璃球组成，右臂是具有分度值为0.05mL体积为20mL细管(加上备用部分共22mL)。可以测量100mL以内的气体体积。

(3)量气管的使用(4)量气管的校正

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2.气量表分析高浓度的气体含量时，以量气管取100mL混合气体就已足够使用。但在测定微量气含量时，取100mL混合气体就太少了。

（1）气体流量计

常称湿式流量计，由金属筒构成，其中盛半筒水，在筒内有一金属鼓轮将圆筒分割为四个小室。鼓轮可以绕着水平轴旋转，当空气通过进置且进入小室时，推动鼓轮旋转，鼓轮的旋转轴与筒外刻度盘上的指针相连，指针所指示的读数，即为采集气体试样的体积。

（2）气体流速计

(3)

转子流量计点击添加标题

第三节气体化学分析方法

常用的有吸收法和燃烧法。

吸收法：常用于简单的气体混合物的分析，

燃烧法：主要是在吸收法不能使用或得不出满意的结果时才使用的。一，吸收法气体化学吸收法应包括气体体积法、气体吸收滴定法、气体吸收称量法和气体吸收比色法等。

（一）吸收体积法利用气体的化学特性，使气体混合物和特定的吸收剂接触。此种吸收剂能对混合气体中所测定的气体定量地发生化学吸收作用（而不与其他组分发生任何作用）。如果在吸收前、后的温度及压力保持一致，则吸收前、后的气体体积之差即为待测气体的体积。

1．气体吸收剂气体吸收剂：用来吸收气体的化学试剂称为气体吸收剂。吸收剂可分为液态和固态两种，在大多数情况下，都以液态吸收剂为主。点击添加标题

下面是几种常见的气体吸收剂。

(1)氢氧化钾溶液

KOH是CO2的吸收剂。2KOH+CO2→K2CO3+H2O通常用KOH而不用NaOH，因为浓的NaOH溶液易起泡沫，并且析出难溶于本溶液中的Na2CO3而堵塞管路。一般常用33%的KOH溶液，此溶液1mL能吸收40mL的CO2，它适用于中等浓度及高浓度（2%～3%以上）的CO2测定。干扰：氢氧化钾溶液也能吸收H2S、SO2和其他酸性气体，在测定时必须预先除去。

(2)焦性没食子酸的碱溶液

焦性没食子酸（1，2，3-三羟基苯）的碱溶液是O2的吸收剂。焦性没食子酸与氢氧化钾作用生成焦性没食子酸钾。C6H3(OH)3+3KOH→C6H3(OK)3+3H2O焦性没食子酸钾被氧化生成六氧基联苯钾。2C6H3(OK)3+1/2O2→(KO)3H2C6C6H2(OK)3+H2O

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配制好的此种溶液1mL能吸收8～12mL氧，在温度不低于15℃，含氧量不超过25%时，吸收效率最好。

温度的影响：焦性没食子酸的碱性溶液吸收氧的速度，随温度降低而减慢，在0℃时几乎不吸收。所以用它来测定氧时，温度最好不要低于15℃。

干扰：因为吸收剂是碱性溶液，酸性气体和氧化性气体对测定都有干扰，在测定前应使之除去。点击添加标题

（3）亚铜盐氨溶液亚铜盐的盐酸溶液或亚铜盐的氨溶液是一氧化碳的吸收剂。一氧化碳和氯化亚铜作用生成不稳定的配合物Cu2Cl2·2CO。Cu2Cl2+2CO→Cu2Cl2·2CO在氨性溶液中，进一步发生反应。Cu2Cl2·2CO+4NH3+2H2O→Cu2(COONH4)2+2NH4Cl二者之中以亚铜盐氨溶液的吸收效率最好，1mL亚铜盐氨溶液可以吸收16mL一氧化碳。

氨水的影响：因氨水的挥发性较大，用亚铜盐氨溶液吸收一氧化碳后的剩余气体中常混有氨气，影响气体的体积，故在测量剩余气体体积之前，应将剩余气体通过硫酸溶液以除去氨的气体（即进行第二次吸收）。

干扰：亚铜盐氨溶液也能吸收氧、乙炔、乙烯、高级碳氢化合物及酸性气体。故在测定一氧化碳之前均应加以除去。

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（4)饱和溴水或硫酸汞、硫酸银的硫酸溶液它们是不饱和烃的吸收剂。在气体分析中不饱和烃通常是指乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、苯、甲苯等。溴能和不饱和烃发生加成反应并生成液态的各种饱和溴化物。CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2BrCH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2

在实验条件下，苯不能与溴反应，但能缓慢地溶解于溴水中，所以苯也可以一起被测定出来。硫酸在有硫酸银（或硫酸汞）作为催化剂时，能与不饱和烃作用生成烃基磺酸、亚烃基磺酸、芳烃磺酸等。

CH2=CH2+H2SO4→CH3-CH2OSO2OHCH≡CH+H2SO4→CH3-CH(OSO2OH)2C6H6+H2SO4→C6H5SO3H+H2O

(5)硫酸、高锰酸钾溶液、氢氧化钾溶液它们是二氧化氮的吸收剂。2NO2+H2SO4→OH(ONO)SO2+HNO310NO2+2KMnO4+H2SO4+H2O→10HNO3+K2SO4+MnSO42NO2+2KOH→KNO3+KNO2+H2O

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2．混合气体的吸收顺序

在混合气体中，每一种成分并没有一种特效的吸收剂，也就是某一种吸收剂所能吸收的气体组分并非仅一种气体。因此，在吸收过程中，必须根据实际情况，合理安排吸收顺序，才能消除气体组分间的相互干扰，得到准确的结果。

例如，煤气中的主要成分是CO2、O2、CO、CH4、H2等。根据所选用的吸收剂性质，在作煤气分析时，它们应按如下吸收顺序进行。

①氢氧化钾溶液。它只吸收二氧化碳，其他组分不干扰。应排在第一。

②焦性没食子酸的碱性溶液。试剂本身只能吸收氧气。但因为是碱性溶液，也能吸收酸性气体。因此，应排在氢氧化钾吸收液之后。故排在第二。

③氯化亚铜的氨性溶液。它不但能吸收一氧化碳，同时还能吸收二氧化碳、氧等。因此，只能把这些干扰组分除去之后才能使用。故排在第三。

甲烷和氢用燃烧法测定。

所以煤气分析的顺序应为：KOH溶液吸收CO2，焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，氯化亚铜的氨溶液吸收CO;用燃烧法测定CH4及H2；剩余气体为N2。

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3．吸收仪器——吸收瓶

吸收瓶如图4-10所示，是供气体进行吸收作用的设备，瓶中装有吸收剂，气体分析时吸收作业即在此瓶中进行。吸收瓶分为两部分，一部分是作用部分，另一部分是承受部分。

（二）吸收滴定法

吸收滴定法：综合应用吸收法和滴定分析法测定气体（或可以转化为气体的其他物质）含量的分析方法称为吸收滴定法。

原理：是使混合气体通过特定的吸收剂溶液，则待测组分与吸收剂发生反应而被吸收，然后在一定的条件下，用特定的标准溶液滴定，根据消耗的标准溶液的体积，计算出待测气体的含量。点击添加标题

焦炉煤气中少量H2S的滴定，就是使一定量的气体试样通过醋酸镉溶液。硫化氢被吸收生成黄色的硫化镉沉淀。H2S+Cd(Ac)2→CdS+2HAc然后将溶液酸化，加入过量的碘标准溶液，负二价的硫被氧化为零价的硫。

CdS+2HCl+I2→2HI+CdCl2+S↓剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定，淀粉为指示剂I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI由碘的消耗量计算出硫化氢的含量。

（三）吸收重量法

吸收重量法：综合应用吸收法和重量法来测定气体物质（或可以转化气体的其他物质）含量的分析方法称为吸收重量法。

原理：是使混合气体通过固体（或液体）吸收剂，待测气体与吸收剂发生反应（或吸附），而吸收剂增加一定的质量，根据吸收剂增加的质量，计算出待测气体的含量。此法主要用于微量气体组分的测定，也可进行常量气体组分的测定。

例如，测定混合气体中的微量二氧化碳时，使混合气体通过固体的碱石灰（一份氢氧化钠和两份氧化钙的混合物，常加一点酚酞故呈粉红色，亦称钠石灰）或碱石棉（50%氢氧化钠溶液中加入石棉，搅拌成糊状，在150～160℃烘干，冷却研成小块即为碱石棉），二氧化碳被吸收。2NaOH+CO2→Na2CO3+H2OCaO+CO2→CaCO3精确称量吸收剂吸收气体前、后的质量，根据吸收剂前、后质量之差，即可计算出二氧化碳的含量。

（四）吸收比色法

吸收比色法：综合应用吸收法和比色法来测定气体物质（或可以转化为气体的其他物质）含量的分析方法称为吸收比色法。

原理：是使混合气体通过吸收剂（固体或液体），待测气体被吸收，而吸收剂产生不同的颜色（或吸收后再作显色反应），其颜色的深浅与待测气体的含量成正比，从而得出待测气体的含量。此法主要用于微量气体组分含量的测定。

例如，测定混合气体中微量乙炔时，使混合气体通过吸收剂——亚铜盐的氨溶液。乙炔被吸收，生成乙炔铜的紫红色胶体溶液。2CH≡CH+Cu2Cl2→2CH≡CCu+2HCl其颜色的深浅与乙炔的含量成正比。可进行比色测定，从而得出乙炔的含量。大气中的二氧化硫、氮氧化物等均是采用吸收比色法进行测定。在比色法中还常用检气管法.

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检测管是一根内径为2～4mm的玻璃管，以多孔性固体（如硅胶、氧化铝、瓷粉、玻璃棉等）颗粒为载体，吸附了化学试剂所制成的检气剂填充于该玻璃管中，管两端封口，如图4-11所示。使用时，在现场将检气管的两端锯断，一端连接气体采样器，使气体以一定速度通过检气管，在管内检气剂即与待测气体发生反应而形成一着色层，根据色层的深浅或色层的长度，与标准检气管相比来进行含量测定。点击添加标题

二、燃烧法有些可燃性气体没有很好的吸收剂，如氢和甲烷。因此，不能用吸收法进行测定，只有用燃烧法来进行测定。理论依据：当可燃性气体燃烧时，其体积发生缩减，并消耗一定体积的氧气，产生一定体积的二氧化碳。它们都与原来的可燃性气体有一定的比例关系，可根据它们之间的这种定量关系，分别计算出各种可燃性气体组分的含量。

氢燃烧，按下式进行2H2+O2→2H2O（2体积）（1体积）（0体积）2体积的氢与1体积的氧经燃烧后，生成零体积的水（在室温下，水蒸气冷凝为液态的水，其体积可以忽略不计），在反应中有3体积的气体消失，其中2体积是氢，故氢的体积是缩小体积数的2/3。以V缩代表缩小的体积数，V(H2)代表燃烧前氢的体积。则V(H2)=2/3V缩或V缩=3/2V(H2)在氢燃烧过程中，消耗氧的体积是原有氢体积的1/2，以V耗氧代表消耗氧的体积。则V(H2)

=2V耗氧点击添加标题

甲烷燃烧，按下式进行，其中水在常温下是液体，其体积和气体相比可以忽略不计，CH4+2O2→CO2+2H2O（1体积）（2体积）（1体积）（0体积）1体积的甲烷与2体积的氧燃烧后，生成1体积的二氧化碳和零体积的液态水，由原有3体积的气体变成1体积的气体，缩小2体积。即缩小的体积相当于原甲烷体积的2倍以V(CH4)代表燃烧前甲烷的体积。则V(CH4)=1/2V缩或V缩=2V(CH4)在甲烷燃烧中消耗氧的体积是甲烷体积的2倍。则V(CH4)=1/2V耗氧或V耗氧=2V(CH4)甲烷燃烧后，产生与甲烷同体积的二氧化碳，以V生(CO2)代表燃烧后生成的二氧化碳体积。则V生(CO2)=V(CH4)点击添加标题.

一氧化碳燃烧，按下式进行2CO+O2→2CO2（2体积）（1体积）（2体积）2体积的一氧化碳与1体积的氧燃烧后，生成2体积的二氧化碳，由原来的3体积变为2体积，减少1体积，即缩小的体积相当于原来的一氧化碳体积的1/2。以V(CO)代表燃烧前一氧化碳的体积，则V(CO)=2V缩

或V缩=1/2V(co)在一氧化碳燃烧中消耗氧气的体积是一氧化碳体积的1／2，则V耗氧=V(co)

或V(CO)=2V耗氧一氧化碳燃烧后，产生与一氧化碳同体积的二氧化碳，则V生(CO2)

=V(CO)

结论：在某一可燃气体内通入氧气，使之燃烧，测量其体积的缩减，消耗氧气的体积及在燃烧反应中所生成的二氧化碳体积，就可以计算出原可燃性气体的体积，并可进一步计算出所在混合气体中的体积数。点击添加标题

（一）一元可燃性气体燃烧后的计算先用吸收法除去其他组分（如二氧化碳、氧），再取一定量的剩余气体（或全部），加入一定量的空气使之进行燃烧。经燃烧后，测出其体积的缩减或生成的二氧化碳体积。根据燃烧法的原理，计算出可燃性气体的含量。

【例1】有O2、CO2、CH4、N2的混合气体80.00mL，经用吸收法测定O2、CO2后的剩余气体中加入空气，使之燃烧，经燃烧后的气体用氢氧化钾溶液吸收，测得生成的CO2的体积为20.00mL，计算混合气体中甲烷的体积分数。

解根据燃烧法的基本原理CH4+2O2→CO2+2H2O当甲烷燃烧时所生成的CO2体积，等于混合气体中甲烷的体积，即V(CH4)=V生(CO2)所以V(CH4)=20.00(mL)点击添加标题

（二）二元可燃性气体混合物燃烧后的计算有两种可燃性气体组分，先用吸收法除去干扰组分，再取一定量的剩余气体（或全部）加入过量的空气，使之进行燃烧。经燃烧后，测量其体积缩减、生成二氧化碳的体积等，根据燃烧法的基本原理，列出二元一次方程组，解其方程，即可得出可燃性气体的体积。并计算出混合气体中的可燃性气体的体积分数。

一氧化碳和甲烷的气体混合物，燃烧后，求原可燃性气体的体积。它们的燃烧反应为2CO+O2→2CO2CH4+2O2→CO2+2H2O

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设一氧化碳的体积为V(CO)；甲烷的体积为V(CH4)。经燃烧后，由一氧化碳所引起的体积缩减应为原一氧化碳体积的1/2。由甲烷所引起的体积缩减应为原甲烷体积的2倍。而经燃烧后，测得的应为其总体积的缩减，V缩。所以V缩=1/2V(CO)+2V(CH4)

(1)由于，一氧化碳和甲烷燃烧后，生成与原一氧化碳和甲烷等体积的二氧化碳，而经燃烧后，测得的应为总二氧化碳的体积，V生（CO2）。所以

V生(CO2)

=V(CO)+V(CH4)方程(1)、(2)联立，解得V(CO)=[4V生(CO2)-2V缩]/3V(CH4)=[2V缩-V生(CO2)]/3点击添加标题

【例3】有CO、CH4、N2的混合气体40.00mL，加入过量的空气，经燃烧后，测得其体积缩减42.00mL，生成CO236.00mL。计算混合气体中各组分的体积分数？解根据燃烧法的基本原理及题意得V缩=1/2V(CO)+2V(CH4)=42.00V生(CO2)=V(CO)+V(CH4)=36.00解方程得V(CH4)=16.00mLV(CO)=20.00mLV(N2)=40.00-(16.00+20.00)=4.00(mL)则

氢和甲烷气体混合物燃烧后，求原可燃性气体的体积。它们的燃烧反应为2H2+O2→2H2OCH4+2O2→CO2+2H2O设氢的体积为V(H2)，甲烷的体积为V(CH4)。经燃烧后，由氢所引起的体积缩减应为原氢体积的3/2。由甲烷所引起的体积缩减应为原甲烷体积的2倍。而燃烧后测得的应为其总体积缩减，V缩。所以V缩=3/2V(H2)+2V(CH4)(3)由于甲烷在燃烧时生成与原甲烷等体积的二氧化碳，而氢则生成水。所以

V生(CO2)=V(CH4)

(4)方程(3)、(4)联立，解得V(CH4)=V生(CO2)V(H2)=[2V缩-4V生(CO2)]/3点击添加标题点击添加标题

（三）三元可燃性气体混合物燃烧后的计算如果气体混合物中含有三种可燃性气体组分，先用吸收法除去干扰组分，再取一定量的剩余气体（或全部），加入过量的氧气，使之进行燃烧。经燃烧后，测量其体积的缩减，消耗氧量及生成二氧化碳的体积。根据燃烧法的基本原理，列出三元一次方程组，解其方程组，可求得可燃性气体的体积，并计算出混合气体中可燃性气体的体积分数。一氧化碳、甲烷、氢的气体混合物，燃烧后，求原可燃性气体的体积。它们的燃烧反应为2CO+O2→2CO2CH4+2O2→CO2+2H2O2H2+O2→2H2O设一氧化碳的体积为V(CO)，甲烷的体积为V(CH4)，氢的体积为V(H2)，经燃烧后，由一氧化碳所引起的体积缩减应为原一氧化碳体积的1/2;甲烷所引起的体积缩减应为原甲烷体积的2倍；氢气所引起的体积缩减应为原氢气体积的3/2。而经燃烧后所测得的应为其总体积缩减，V缩。所以

V缩=1/2V(CO)+2V(CH4)+3/2V(H2)

(5)

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由于一氧化碳和甲烷燃烧后生成与原一氧化碳和甲烷等体积的二氧化碳，氢则生成水。而燃烧后测得的是总生成的二氧化碳体积，V生(CO2)。所以

V生(CO2)=V(CO)+V(CH4)

(6)当一氧化碳燃烧时所消耗的氧气为原一氧化碳体积的1/2，甲烷燃烧时所消耗的氧气为原甲烷体积的2倍，氢燃烧时所消耗的氧气为原氢体积的1/2。经燃烧后，测得的是总消耗氧气的体积，V耗氧。所以

V耗氧=1/2V(CO)+2V(CH4)+1/2V(H2)

(7)

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设:a代表耗氧体积，b代表生成二氧化碳体积，c代表总体积缩减。它们的数据可通过燃烧后测得。方程(5)、(6)、(7)联立组成三元一次方程组，并解该方程组得到点击添加标题.

例5有CO2、O2、CH4、CO、H2、N2的混合气体100.0mL。用吸收法测得CO2为6.00mL，O2为4.00mL，用吸收后的剩余气体20.00mL，加入氧气75.00mL，进行燃烧，燃烧后其体积缩减10.11mL，后用吸收法测得CO2为6.22mL，O2为65.31mL，求混合气体中各组分的体积分数？

解:根据燃烧法的基本原理和题意得吸收法测得

燃烧法部分进行如下计算a=75.00-65.31=9.69(mL)b=6.22(mL)c=10.11(mL)吸收法吸收CO2和O2后的剩余气体体积为100.0-6.00-4.00=90.00(mL)

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所以：燃烧法是取其中的20.00mL进行测定的，在90.00mL的剩余气体中的体积为点击添加标题.

（四）燃烧方法为使可燃烧性气体燃烧，常用的方法有3种。

1．爆炸法

原理：将可燃气体与空气或氧气混合，其比例能使可燃性气体完全燃烧，并在爆炸极限之内，在一特殊的装置中点燃，引起爆炸，所以常叫爆燃法（或称爆炸法），气体爆炸有两个极限，上限与下限，爆炸上限指可燃气体能引起爆炸的最高含量。爆炸下限指可性气体能引起爆炸的最低含量。如H2在空气中的爆炸极限是74.2%（体积分数），爆炸下限是4.1%，即当H2在空气体积占4.1%～74.2%之内，它具有爆炸性。

2．缓燃法可燃性气体与空气或氧气混合，经过炽热的铂质螺旋丝而引起缓慢燃烧，所以称之为缓燃法。可燃性气体与空气或氧气的混合比例应在可燃性气体的爆炸极限以下，故可避免爆炸危险。若在上限以上，则氧气量不足，可燃性气体不能完全燃烧。此法所需时间较长。

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3．氧化铜燃烧法本法的特点在于被分析的气体中不必加入为燃烧所需的氧气，所用的氧可自氧化铜被还原放出。氢在280℃左右可在氧化铜上燃烧，甲烷在此温度下不能燃烧，高于290℃时才开始燃烧，一般浓度的甲烷在600℃以上时在氧化铜上可以燃烧完全。反应如下H2+CuO→Cu+H2OCH4+4CuO→4Cu+CO2+2H2O氧化铜使用后，可在400℃通入空气使之氧化即可再生。反应如下Cu+O2→2CuO本法的优点是因为不通入氧气，可以减少体积测量的次数，从而减少误差，并且测定后的计算也因不加入氧气而简化。点击添加标题.

（五）燃烧所用的仪器1．爆炸瓶爆炸瓶是一个球形厚壁的玻璃容器，

2．缓燃管缓燃管的式样与吸收瓶相似，也分作用部分与承受部分，上下排列如图4-13所示。可燃性气体在作用部分中燃烧，承受部分是用以承受自作用部分排出的封闭液。

3．氧化铜燃烧管用氧化铜燃烧在石英管中进行，形状如图4-14所示。将氧化铜装在管的中部，用电炉或煤气灯加热，然后使气体往返通过而进行燃烧。燃烧空间长度约为10cm，管内径为6mm。

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三、其他气体分析法1．电导法测定电解质溶液导电能力的方法，称为电导法。2．库仑法以测量通过电解池的电量为基础而建立起来的分析方法，称为库仑法。3．热导气体分析4．激光雷达技术点击添加标题.第四节气体分析仪器气体的化学分析法所使用的仪器，通常有奥氏(QF)气体分析仪和苏式(BTИ)型气体分析仪。由于用途和仪器的型号不同，其结构或形状也不相同，但是它们的基本原理却是一致的。

一、仪器的基本部件①量气管（见气体测量中的量气管）。②水准瓶（见气体测量中用胶皮管与量气管相连接的部件）。③吸收瓶（见吸收所用水准瓶）。④梳形管（如图4-15所示，将量气管和吸收瓶及燃烧瓶连接起来的装置）。⑤燃烧瓶（见燃烧仪器中燃烧瓶）。

图4-15梳形管

点击添加标题.二、气体分析仪器

1．改良式奥氏（QF-190型）气体分析仪改良式奥氏气体分析仪如图4-16所示，是由1支量气管、4个吸收瓶和1个爆炸瓶组成。它可进行CO2、O2、CH4、H2、N2混合气体的分析测定。其优点是构造简单、轻便，操作容易，分析快速。缺点是精度不高，不能适应更复杂的混合气体分析。

2．苏式(BTИ)型气体分析仪苏式气体分析仪如图4-17所示，是由1支双臂式量气管、7个吸收瓶、1个氧化铜燃烧管和1个缓燃管等组成。它可进行煤气全分析或更复杂的混合气体分析。仪器构造复杂，分析速度较慢；但精度较高，实用性较广。点击添加标题.

第五节气体分析实例——半水煤气分析

半水煤气是合成氨的原料，它是由焦炭、水蒸气和空气等制成。它的全分析项目有CO2、O2、CO、CH4、H2及N2等。可以利用化学分析法，也可利用气相色谱法来进行分析。当用化学分析法时，CO2、O2、CO可用吸收法来测定，CH4和H2可用燃烧法测定，剩余气体为N2。它们的含量一般为：CO2，7%～11%;O2，0.5%;CO，26%～32%；H2，38%～42%；CH4，1%;N2，18%～22%。测定半水煤气各成分的含量，可作合成氨造气工段调节水蒸气和空气比例的根据。

一、化学分析法1．原理吸收法、燃烧法前面已讲述。

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2．试剂①氢氧化钾溶液(33%)。称取1份质量的氢氧化钾，溶解于2份质量的蒸馏水中。②焦牲没食子酸碱性溶液。称取5g焦性没食子酸溶解15mL水中，另称取48g氢氧化钾溶于32mL水中，使用前将两种溶液混合，摇匀，装入吸收瓶中。③氯化亚铜氨性溶液。称取250g氯化铵溶于750mL水中，再加入200g氯化亚铜，把此溶液装入试剂瓶，放入一定量的铜丝，用橡皮塞塞紧，溶液应为无色。在使用前加入密度为0.9g/mL的氨水，其量是2体积的氨水与1体积的亚铜盐混合。

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④封闭液。10%的硫酸溶液，加入数滴甲基橙。

3．仪器

改良式奥氏气体分析仪。

4．测定步骤5，计算

6．讨论及注意事项

①必须严格遵守分析程序，各种气体的吸收顺序不得更改。

②读取体积时，必须保持两液面在同一水平面上。

③在进行吸收操作时，应始终观察上升液面，以免吸收液、封闭液冲到梳形管中。水准瓶应匀速上、下移动，不得过快。④仪器各部件均为玻璃制品，转动活塞时不得用力过猛。⑤如果在工作中吸收液进入活塞或梳形管中，则可用封闭液清洗，如封闭液变色，则应更换。新换的封闭液，应用分析气体饱和。⑥如仪器短期不使用，应经常转动碱性吸收瓶的活塞，以免粘住。如长期不使用应清洗干净，干燥保存。点击添加标题.二、气相色谱法半水煤气是合成氨的原料气，它的主要成分为H2、CO2、CO、N2、CH4等，在常温下CO2在分子筛柱上不出峰，所以，用一根色谱柱难以对半水煤气进行全分析。本实验以氢气为载气，利用GDX-104和13X分子筛双柱串联热导池检测器，一根色谱柱用于测定CO2、CO、O2、N2、CH4；另一根色谱柱用于测定CO2。一次进样，用外标法测得CO2、CO、O2、N2、CH4等的含量，H2的含量用差减法计算。本法对半水煤气中主要成分进行分析的特点是快速、准确、操作简单、易于实现自动化，现已广泛应用于合成氨生产的中间控制分析。点击添加标题.

1．仪器设备热导池色谱仪一台，色谱柱和热导池部分气路如图4-18所示，采用六通阀进样，六通阀气路如图4-19所示点击添加标题.

2．色谱柱的制备

筛选40～60目13X分子筛10g，于550～600℃高温炉中灼烧2h。筛选60～80目GDX-104（高分子多孔小球）5g于80℃氢气流中活化2h（可直接装入色谱柱中在恒温下活化）备用。

取内径为4mm，长分别为2m和1m的不锈钢色谱柱各1支。用5%～10%热氢氧化钠溶液浸泡，洗去油污，用清水洗净烘干。将处理好的固定相装入色谱柱中，1m柱装GDX-104，2m柱装13X分子筛。将制备好的色谱柱按流程图安装在指定位置。注意各管接头要密封好。点击添加标题.

3．仪器启动(1)检查气密性慢慢打开钢瓶总阀、减压阀及针阀。将柱前载气压力调到0.15MPa（表压）放空口应有气体流出（通室外）。用皂液检查接头是否漏气，如果漏气要及时处理好。(2)调节载气流速用针形阀调节载气流速为60mL/min。(3)恒温检查电气单元接线正常后，开动恒温控制器电源开关，将定温旋钮放在适当位置，让色谱柱和热导池都恒温在50℃。(4)加桥流打开热导检测器电气单元总开关，用“电流调节”旋钮将桥流加到150mA，同时启动记录仪，记录仪的指针应指在零点附近某一位置。

(5)调零按仪器使用说明书的规定，用热导池电气单元上的“调零”和“池平衡”旋钮将电桥调平衡，用“记录调零”的旋钮将记录器的指针调至量程中间位置，待基线稳定后即可进行分析测定。点击添加标题.

4．测定手续

(1)进样将装有气体试样的球胆（使用球胆取样应在取样后立即分析，以免试样发生变化，造成误差）经过滤管进入六通阀气样进口，六通阀旋钮旋到头为取样位置，这时气体试样进入定量管（可用1mL定量管），然后将六通阀右旋60o，到头为进样位置，气样即随载气进入色谱柱，观察记录仪上出现的色谱峰。

(2)定性半水煤气在本实验条件下的色谱图如图4-20所示，可利用秒表记录下各组分的保留时间，然后用纯气一一对照。点击添加标题.

(3)定量在上述桥流、温度、载气流速等操作条件恒定的情况下，取未知试样和标准试样，分别进样1mL，记录其色谱图。注意在各组分出峰前，应根据其大致的含量和记录仪的量程把衰减旋钮放在适当的位置（档）。由得到的色谱图测量各组分的峰面积。同时做重复实验取其平均结果。

(4)停机仪器使用完毕，依次关闭记录仪、热导电气单元、恒温控制器、电源开关，然后再停载气。点击添加标题.

5．数据处理(1)采用峰高乘半峰宽的方法计算峰面积。(2)各组分的校正系数Ki的求法半水煤气标样，用化学分析法作全分析，测出其中各组分的体积分数（Cib）之后，除以相应的峰面积(Aib)求出各组分的Ki值。

(4-1)

(3)未知试样中出峰组分的体积分数按下式计算Φ(样)=KiAi（样）×100%

H2的含量用差减法求出Φ(H2)=1-[Φ(CO2)+Φ(O2)+Φ(N2)+Φ(CH4)+Φ(CO)]点击添加标题.

6.讨论及注意事项①如果利用双气路国产SP2302型或SP2305型成套仪器进行半水煤气分析，可在一柱中装GDX-104，另一柱中装13X分子筛，分别测定CO2及其他组分，这种方法由于需要两次进样，误差较大。②各种型号仪器的实际电路和调节旋钮名称不完全相同，具体操作步骤应看有关仪器说明书。③如果热导池电气单元输出信号线路上，装有“反向开关”可将基线调至记录仪的一端，待CO2出峰完毕后，改变输出信号方向，这样可以利用记录仪的全量程，提高测量精度。点击添加标题.

第六节空气颗粒物与元素测定一、颗粒物的概念和来源

颗粒物：一般指存在于环境空气中的一些粒径范围较宽、物理和化学性质不同的液体或固体颗粒。

来源：空气颗粒物来源广泛、形态各异，化学、物理和热力学性质差异很大。这些颗粒物来自各种静态源和动态源，有燃烧而产生的颗粒物，例如柴油机烟雾或飞灰；有光化学反应生成的颗粒物，如城市烟霾；有来自海浪的盐颗粒；来自再次扬尘的土壤颗粒等。

组成：空气颗粒的主要成分有硫酸盐、硝酸盐、铵盐和氢离子，还含有水、元素碳、各种有机化合物以及地壳元素。细模态颗粒主要含有硫酸盐、铵盐、氢离子、元素碳、来自做饭和燃烧的二次有机化合物和一次有机物质，以及某些传输而带来的金属。

分类：空气颗粒物根据源的不同可分为一次颗粒物和二次颗粒物。

一次颗粒物指以原始化学物质的形式排入大气的颗粒物。

二次颗粒物指在大气中由化学反应形成的颗粒物。点击添加标题.

形成过程：一次粗颗粒物通常由机械过程形成。

一次细颗粒物可能是直接由源排放的颗粒或排放的蒸气迅速冷凝成超细或核模态颗粒。一次颗粒物浓度由其向大气的排放率、传输和扩散及去除率决定。

二次颗粒物由自由的、吸附性或溶解性气体发生的化学反应形成。二、采样器的切割点

PM10采样器切割点:指在上切割点为10μm的空气动力学直径时收集效率为50%，且具有指定穿透曲线的颗粒物。点击添加标题.三、PM10采样器

采集PM10广泛使用大流量采样器。可采用静电捕集法、β射线法或光散射法直接测定PM10浓度。

冲击式采样器的工作原理是：

①当含颗粒物气体以一定速度由喷嘴喷出后，颗粒获得一定的动能并且有一定的惯性。

②在同一喷射速度下，粒径越大，惯性越大，因此，气流从第一级喷嘴喷出后，惯性大的大颗粒难于改变运动方向，与第一块捕集板碰撞被沉积下来，而惯性较小的颗粒则随气流绕过第一块捕集板进入第二级喷嘴

。

③因第二级喷嘴较第一级小，故喷出颗粒动能增加，速度增大，其中惯性较大的颗粒与第二块捕集板碰撞而被沉积，而惯性较小的颗粒继续向下级运动。

④如此一级一级地进行下去，则气流中的颗粒由大到小地被分开，沉积在不同的捕集板上。

⑤最末级捕集板用玻璃纤维滤膜代替，捕集更小的颗粒。点击添加标题.

图4-22PM2.5、PM10采样系统的总体构成

图4-23PM2.5、PM10切割器构造点击添加标题.

四、实验方法：

实验一、PM10的测定

PM10：是指悬浮在空气中，空气动力学直径小于10μm的颗粒物。大流量采样重量法

1．原理

以恒速抽取定量体积的空气，使其通过具有PM10切割特性的采样器，PM10被收集在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算出PM10的质量浓度，滤膜样品还可进行组分分析。

2．仪器点击添加标题.

3．步骤

(1)PM10大流量采样器流量校准（用孔口流量计校准）：校准PM10大流量采样器流量时摘掉采样头中的切割器，记录表格见表4-3。

新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校准；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。大流量采样器流量校准示意图见图4-24。点击添加标题.

①从气压计、温度计分别读取环境大气压和环境温度。

②将采样器采气流量换算成标准状态下的流量。计算公式如下：

③将计算的标准状态下的流量Qn代入下式，求出修正项y。y=bQn+a式中斜率b和截距a由孔口流量计的标定部门给出。

④计算孔口流量计压差值ΔH(Pa)。点击添加标题.

⑤打开采样头的采样盖，按正常采样位置，放一张干净的采样滤膜，将大流量孔口流量计的孔口与采样头密封连接。孔口的取压口接好U型管压差计（或智能流量校准器）。

⑥接通电源，开启采样器，待工作正常后，调节采样器流量，使孔口流量计压差值达到计算的ΔH值，记录表格见表4-3。

校准流量时，要确保气路密封连接，流量校准后，如发现滤膜上尘的边缘轮廓不清晰或滤膜安装歪斜等情况，可能造成漏气，应重新进行校准。校准合格的采样器，即可用于采样，不得再改动调节器状态。

(2)空白滤膜准备点击添加标题.

（3）采样

①打开采样头顶盖，取出滤膜夹。用清洁干布擦去采样头内及滤膜夹的灰尘。

②将已编号并称量过的滤膜毛面向上，放在滤膜网托上，然后放滤膜夹，对正、拧紧，使不漏气。盖好采样头顶盖，按照采样器使用说明操作，设置好采样时间，即可启动采样。

③当采样器不能直接显示标准状态下的累积采样体积时，需记录采样期间测试现场平均环境温度和平均大气压。

④采样结束后，打开采样头，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向里，将滤膜对折，放入号码相同的滤膜袋中。取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜等，表示采样时漏气，则本次采样作废，需重新采样。采样记录见表4-4。点击添加标题.

(4)尘膜的平衡及称量

①尘膜放在恒温恒湿箱（室）中，用同空白滤膜平衡条件相同的温度、湿度，平衡24h。

②在上述平衡条件下称量尘膜，尘膜称量精确到0.1mg。记录尘膜重量。

4．计算点击添加标题.

5．说明

①滤膜称量时的质量控制：取清洁滤膜若干张，在恒温恒湿箱（室）内，按平衡条件平衡24h，称重。每张滤膜非连续称量10次以上，求每张滤膜的平均值为该张滤膜的原始质量。以上述滤膜作为“标准滤膜”。每次称空白或尘滤膜的同时，称量两张“标准滤膜”。

②采样器应定期维护，通常每月维护一次，所有维护项目应详细记录。

③要经常检查采样头是否漏气。当滤膜安放正确，采样后滤膜上颗粒物与四周边之间出现界线模糊时，则表明应更换滤膜密封垫。点击添加标题.

④对电机有电刷的采样器，应在可能引起电机损坏以前更换电机电刷，更换时间凭经验决定。更换电刷后要重新校准流量。新更换电刷的采样器应在负载条件下运转1h，待电刷与转子的整流子良好接触后，再进行流量校准。

⑤根据PM10采样器的切割特性，其采集的微粒是空气动力学当量质量中位径为10μm颗粒物。.

实验二空气颗粒物元素的测定

电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)可测定溶液中的金属和非金属元素。本方法用于测定空气总悬浮颗粒物中成分时，先用玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜采集颗粒物样品，样品经过消解处理后进行测定。

1．原理

将消解处理好的样品溶液直接雾化引入电感耦合等离子体炬中，分析物在高温等离子体炬中激发并发射出元素的特征谱线，根据谱线的强度，确定待测样品中元素的浓度。

2．仪器

①总悬浮颗粒物采样器：大流量采样器或中流量采样器。

②电感耦合等离子体原子发射光谱仪。影响ICP-AES分析特性的因素很多，主要工作参数为入射功率、载气流量和观察高度。不同的分析项目，工作参数有所不同。.

3．试剂

除非另有说明，分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂和去离子水。所有盐类（基准物质）在称量前都应在105℃干燥1h，保存在干燥器中。

4．样品

(1)样品采集

采样方法同总悬浮颗粒物。

①打开采样头顶盖，取出滤膜夹。用清洁干布擦去采样头内及滤膜夹的灰尘。

②将已编号并称量过的滤膜毛面向上，放在滤膜网托上，然后放滤膜夹，对正、拧紧，使不漏气。盖好采样头顶盖，按照采样器使用说明操作，设置好采样时间，即可启动采样。

③当采样器不能直接显示标准状态下的累积采样体积时，需记录采样期间测试现场平均环境温度和平均大气压。点击添加标题.

④采样结束后，打开采样头，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向里，将滤膜对折，放入号码相同的滤膜袋中。取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜等，表示采样时漏气，则本次采样作废，需重新采样。

(2)样品制备

①取试样滤膜置于烧杯中，加入(1+1)盐酸10mL，在较低温度下加热溶解30min。倒出盐酸溶液，用去离子水浸取固体物3次，每次15min。合并盐酸溶液和固体物浸取液，蒸发至近干。加入(1+1)盐酸10mL重新溶解，再加入(1+1)硝酸10滴，移入50ml容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。用此法制备的样品溶液，可用于除砷、硫、磷以外的其他元素测定。

②取试样滤膜置于烧杯中，加入(1+1)硝酸10mL，盖上表面皿，在通风橱内放置过夜。在电热板上慢慢加热至起泡停止。冷却后加入2mL高氯酸，蒸发至近干。冷却后，加入10mL水和(1+1)盐酸2mL重新溶解，再加入(1+1)硝酸10滴，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。用此法制备的样品溶液可用于砷、硫、磷的测定。

③取空白滤膜，制各样品空白溶液，步骤同样品溶液制备。点击添加标题.

5．步骤

①工作条件：按仪器使用说明书的要求设定仪器最佳工作参数。

②仪器校正：预热仪器，使之达到稳定状态。进行相应的光路准直和标准化。

③样品分析：先分祈样品空白溶液，检查样品制备过程的污染情况。然后分析样品，每分析10个样品加测1个质量控制样，用以检验校准曲线的准确度和仪器的稳定性。当质量控制样的测定值超出允许范围时，需用标准溶液对仪器重新标准化，必要时还要对仪器进行光路准直。.

6．计算和校正

①空白校正：扣除空白值的元素测定值即为样品中该元素的浓度。

②稀释校正：如果样品在制备过程中进行了稀释或浓缩，应进行相应的稀释校正。

③测定结果：测定结果保留三位有效数字，单位以mg/m3计。

7．说明

1)表4-6列出了本法宜采用的元素特征谱线波长和估计检出限。实际检出限则取决于样品的采样量。

2)分析元素砷、硒、铊、硫时，应采用真空型的或以惰性气体充气的光路系统。

3)对于砷、硒、锑、铅等易于氢化的元素，可采用氢化物发生-ICP-AES法进行测定，以提高检测的灵敏度。.

4)干扰及校正：ICP-AES法的干扰效应包括光谱干扰和非光谱干扰。其中光谱干扰主要包括连续背景干扰、谱线重叠干扰和杂散光干扰。非光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰和去溶干扰等。

①光谱干扰的校正：选择替换分析波长可避免谱线重叠干扰。采用背景扣除法或干扰系数校正法以及仪器制造商提供的计算机软件校正光谱干扰。

②非光谱干扰的校正：物理干扰与样品的雾化和运送过程有关，黏度与表面张力的变化将产生较大的误差。化学干扰与基体种类和被测元素有关，生成分子化合物、电离作用和溶质蒸发的影响较大。优化实验条件、选择最佳工作参数或采用基体匹配法和标准加入法校正非光谱干扰。

③当样品中含有较多可溶性的固体物质时，在测试前，须用含HCI-HNO3的试剂空白溶液冲洗喷嘴，或者采用稀释样品的方法以及使用质量流速控制器控制喷雾器的氩气流量，以防在喷雾器的喷嘴处积存盐类，从而影响气溶胶的流速，使测定结果产生漂移。.

第七节挥发性有机物测定一、空气中VOCs的定义和种类1，空气中VOCs的定义世界卫生组织(WHO，1999)将挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，简称VOCs)定义为：

熔点低于室温、沸点在50～250℃、室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机化合物。

美国ASTMD3960-1998和欧盟指令2001/81/EC将VOCs定义为：

除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参与大气光化学反应的碳化合物。

我国《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)将总挥发性有机化合物定义为：

用TenaxGC或TenaxTA采样，非极性色谱柱（极性指数≤3）分析，保留时间在正己烷与正十六烷之间的挥发性有机化合物，即以氢火焰离子化检测器检出的非甲烷烃类的总称。.

分类：VOCs的定义主要有两类：

一类是普通意义上的定义，只关注熔点、沸点及挥发性有机物在气相中存在的条件；

另一类是环保意义上的定义，即指活泼的会产生危害的那一类挥发性有机物。

2，空气中VOCs的种类

按化学结构，VOC可分为烷烃（包括直链烷烃和环烷烃）、烯烃、炔烃、苯系物、醇类、醛类、酮类、醚类、酸类、酯类、卤代烃及其他，共12类。目前已鉴定出的有300多种。

按大气反应活性，VOC可分为强光化学氧化物和弱光化学氧化物两类。

前者能很快地参与大气化学过程，与大气氧化剂（·OH自由基、O3）发生反应而被消除，其在对流层的寿命较短，存在时间一般为数小时至1天。因此，这类化合物不易长距离传输，主要集中在污染源附近。后者则比较稳定，在大气中的存留时间相对较长，如三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、四氯化碳在大气中的半衰期长达几十年至上百年。此外，VOC还可依据毒性不同分为毒性VOCs和无毒VOCs两大类。毒性VOCs多为苯系物和卤代烃。.二、VOCs对人体健康的危害

空气中VOCs对环境和人体健康的主要危害表现在：能够降低大气能见度，产生光化学烟雾，危害建筑物和人体健康。

VOCs常被作为溶剂和稀释剂使用，很容易通过呼吸作用经肺、血液而进入神经中枢，而且这种作用几乎是瞬时完成的。

大部分VOCs具有神经毒性、肾毒性、肝毒性，致癌、致畸、致突变，可损害血液成分和心血管系统，引起肠道紊乱，引发急性呼吸道感染、慢性肺炎、慢性支气管炎、肺气肿、肺癌、气喘，刺激眼睛、鼻子、黏膜，引发头痛、咳嗽、疲倦、疲劳、头昏眼花、恶心呕吐、情绪低落等症状。.

三、空气中VOCs的来源

1，天然源

天然源主要是指生物源，即动物源、植物源和微生物源等。

2，人为污染源

由人类活动所产生的VOCs被称为人为源VOCs(AVOCs)。按照污染源的运动形式，VOCs的人为污染源可分为流动污染源和固定污染源。

流动污染源主要是汽车、燃油机车、船舶、飞机等以石油为主要燃料的发动机。

固定污染源为炼油厂、石化工厂、生产生活中的排放源等。.

1．原理

本方法使用无油采样器采集空气，使空气通过装有一种或多种固体吸附剂的吸附管（采样管），然后将吸附管放入加热器中迅速加热，待分析的物质从吸附剂上被脱附后，由载气带入气相色谱的毛细柱中，经色谱分离后由质谱进行VOCs的定性定量分析。

2．干扰及消除

本方法中只有与待测化合物有相似的质谱图和气相色谱保留时间的化合物才产生干扰。常遇到的是同分异构体的干扰。吸附了待测化合物的采样管被污染是本方法常遇到的一个问题，因此在整个采样分析过程中对采样管的制备、储存和处理要特别小心。.

3．方法的适用范围

本方法适用于环境空气中挥发性有机物的分析，当采集样品300mL时，每个分析物质的最低检出浓度≤0.5ppb。

4．名词解释

①一级脱附：吸附管被加热后，有机物从吸附剂上脱附后直接由载气带入色谱柱中进行分离测定。

②二级脱附：吸附管被加热后，有机物从吸附剂上脱附，载气将有机物带入仪器内部的二次吸附管中再次吸附，然后再迅速加热脱附，由载气带入色谱柱中进行分离测定。

③吸附管：一般由不锈钢或玻璃做成，外径为6mm长度不等的圆管，管中间填有200mg的吸附剂，用于富集气体中的VOC。.

5．吸附剂的选择及吸附管的预处理

吸附管应为不锈钢管或玻璃管，管的外径为6mm，长度可以根据热脱附仪器的要求而定。

吸附剂的选择可以根据所分析物质的特性参考表4-7、表4-8选择，吸附剂选择的原则为：

◆具有较大的比表面积，即具有较大的安全采样体积。

◆具有较好的疏水性能，对水的吸附能力低。

◆容易脱附，分析的物质在吸附剂上不发生化学反应。.

6．热脱附系统的选择

(1)热脱附进样器的主要类型及优缺点

①一级脱附进样器：将吸附管中的有机物加热脱附后，直接由载气带入色谱柱进行分析，这种仪器适用于填充柱或口径≥0.5mm的毛细管色谱柱，不适用于细口径毛细柱。

此类仪器适用于沸点范围窄的样品分析如苯系物，由于一级脱附产生宽的色谱峰，因此分离度低，不能用于复杂样品的分离测定。

②二级脱附进样器：将一级脱附的VOCs重新进行吸附／脱附，然后用载气将分析物质带入色谱柱中进行分离测定。目前较为常用的二级吸附为重新捕获法，即二级吸附仍使用少量吸附剂(20～50mg)，在低温下吸附有机物。

该类脱附的方式适用于所有的毛细柱和填充柱，所得峰宽与常规用进样口进样的结果相似。由于具有分流作用，可减少水气对分析的影响，常用的电子制冷足以对挥发性很大的乙烷、氯乙烯等进行再捕集。.

(2)对热脱附进样器的要求

①采样管两端密封帽的密封性能要好，以防止采样后的采样管受到实验室内空气的污染和吸附管内弱吸附性物质的损失。

②仪器中样品流动所经过的管路尽可能用惰性材料如去活化的溶硅、玻璃管路、石英和聚四氟乙烯，这可避免分析物质凝聚、吸附和降解，管路加热要均匀，在吸附管和色谱柱之间温差不能超过50～150℃的范围。

③管路各个接口之间不能漏气。

④具有吹扫功能，在环境温度下除去采样管中的氧。.

7．采样泵的选择和样品的采集

采样泵的采样流量应能达到10～200mL/min，采样泵最好采用具有恒定质量流量控制的采样泵。采样开始