本发明专利技术提供了一种气相色谱配合柱前两次冷阱富集法检测水样中痕量磷化氢气体的方法，目的是克服已有各种测量方法的缺陷，其步骤主要包括：(1)磷化氢气体冷却富集及GC/NPD检测装置的组建；(2)采用气液两相平衡法提取溶解在湖水中的磷化氢气体，制备待测气体样品；(3)对气体样品进行预处理；(4)抽取一定体积的气体样品进入气体吸收管；(5)处理过的气体样品进入一号冷阱中进行首次富集，除去沸点较低的杂质气体；(6)通过对一号冷阱加温，使气样进入二号冷阱再次富集；(7)最终的富集产物通过色谱柱进入气相色谱仪中接受氮磷检测器检测；(8)将测得的磷化氢特征峰面积根据一定公式换算得待测水样中磷化氢的浓度。
【技术实现步骤摘要】
本项专利技术属于环境监测领域，尤其涉及。
技术介绍
磷是水体中藻类繁殖的限制因子。随着我国社会经济的发展，我国排入天然水体中的磷日益增加，造成了严重的富营养化现象。目前我国采取的废水除磷方法包括化学除磷、生物除磷等，都产生大量污泥，而对污泥进行处理需要耗费较高的成本，所以研究污泥产量低的除磷方法已经成为目前的研究热点。磷化氢又是一种有毒并可致癌的活泼气体，人体吸入少量便会导致恶心呕吐、胸闷、腹泻等症状，严重时会导致肺部水肿甚至昏迷死亡所以这一化合物在环境中的发现立刻引起人们的普遍关注，对其在各种环境中的分布！转化和生成机制等做了一系列研究。在对磷的生物地球化学循环的传统认识中，并不存在气体状态的含磷物质。直到 1988年，Devai等人首次在污水处理厂的挥发物中成功地检测到游离态磷化氢的存在，磷化氢对环境的影响及其在磷生物地球化学循环中的地位和作用开始引起人们的广泛关注。 磷化氢作为对磷的生物地球化学循环的重要补充，它在循环中的角色、地位和生成、损耗的机理尚不清楚。对磷化氢的研究，有助于了解以气态含磷物质为产物的自然反应的机理，研究成果可以应用于工厂化水体除磷中，实现除磷过程中污泥减量化，大大降低处理成本，也可以应用于水体富营养化的修复中。天然水体是磷的生物地球化学循环的重要一环，尤其是湖泊水体，通常主要被视作磷的汇，但是磷化氢在自然环境中的检出表明，天然水体中也可能存在气态含磷物质。气态含磷物质在天然水体中的生成与消耗机理的研究，将对现有的磷生物地球化学循环理论作重要补充。但是由于磷化氢在自然环境中含量甚微，常规方法的检测限过高，同时磷化氢气体的采集、保存和富集技术尚未过关，因此长期以来常规检测技术难以实现对天然条件下的磷化氢进行定量测定。国内测定磷化氢主要采用钼酸盐比色法、气相色谱法和傅立叶红外分析仪，使用的检测器不尽相同，但是检测限都未能满足痕量磷化氢的检测要求。专利文献CN101281178A公开了一种痕量磷化氢气体的定量检测方法及富集装置，但是并没有公开水样中溶解态磷化氢气体的提取和计算方法，在此基础上，本专利技术公开了，尤其改进点在建立了两相平衡法提取磷化氢气体的方法和水体中溶解态磷化氢的计算方法，该专利技术中磷化氢含量的算法权利要求1. ，其特征在于具体步骤如下A、磷化氢气体冷却富集及GC/NPD检测装置的组建组装磷化氢气体冷却富集及GC/NPD检测装置，要求的试验设备为=Agilent 4890D 气相色谱仪，装有热离子氮磷检测器(NPD)，色谱柱是采用“25mX0.2mmX0.33 μ m film thickness,Hewlett Packard”Crosslinked 5% Ph Me Silicone 的毛细管柱；六通进样阀； 两个2L的保温杯作冷阱；液氮；色谱条件柱温40°C ；检测器温度220°C 280°C ；载气——氮气的流速为2mL/min ；空气流速为120mL/min ；氢气流速3 45mL/min ；辅助气氮气的流速为30mL/min ；检测器的激活电压控制在450mV左右，激活信号为23左右；B、采用气液两相平衡法制备气体样品用50mL注射器准确吸取30mL水样，然后注入高纯氮气20mL，上下剧烈摇动10 20分钟以置换出其中的磷化氢气体，吸取交换平衡后的气体一定体积，将气体样品避光储存于对磷化氢不发生吸收和吸附的密封气袋中；C、待测气体样品的预处理待一号冷阱内温度降至-60°C以下时，将六通进样阀转换到“off”位置，将待测样品注入气体吸收管，除去C02、H2O和等会对测定产生干扰的气体；D、磷化氢的初次冷阱富集将待测气体样品注入一号冷阱进行初次富集，去除碳氢化合物、氧气、氮气等沸点更低的气体分离，从气体出口排出；E、磷化氢的二次冷阱富集将六通进样阀转换到“on”位置，快速加热一号冷阱柱的收集管至0°C以上，使气体样品被氮气载气快速带入二号冷阱进行再次富集。F、带氮磷检测器的气相色谱仪检测待测气样磷化氢二次富集后，待测样品进入通过色谱柱进入气相色谱仪由氮磷检测器(NPD)检测，得到时间一响应曲线，根据保留时间可以读出磷化氢的特征峰，记录下特征峰的面积；G、绘制标准曲线取标准磷化氢气体，用标准氮气按体积比稀释到不同数量级的浓度，随后同一浓度标准磷化氢气体分别取5ml UOml, 20ml、30ml、40ml、50ml，按步骤B至E操作，得到各自的特征峰面积，将注入的气样中所含磷化氢质量对相应的特征峰面积作标准曲线，并拟合公式，得到该数量级下气体样品中所含磷化氢质量与对应特征峰面积的换算公式；H、数据处理与数值换算将待测样品的特征峰面积代入拟合公式中，计算出待测样品中所含磷化氢的质量，随后将计算结果代入以下公式计算2. ，其特征在于具体步骤如下A、磷化氢气体冷却富集及GC/NPD检测装置的组建组装磷化氢气体冷却富集及GC/NPD检测装置，要求的试验设备为=Agilent 4890D 气相色谱仪，装有热离子氮磷检测器(NPD)，色谱柱是采用“25mX0.2mmX0.33 μ m film thickness,Hewlett Packard”Crosslinked 5% Ph Me Mlicone 的毛细管柱；六通进样阀； 两个2L的保温杯作冷阱；液氮；色谱条件柱温40°C ；检测器温度220°C 280°C ；载气——氮气的流速为2mL/min ；空气流速为120mL/min ；氢气流速3 45mL/min ；辅助气氮气的流速为30mL/min ；检测器的激活电压控制在450mV左右，激活信号为23左右；B、采用气液两相平衡法制备气体样品待测水样加入1.2g复合絮凝剂进行初步沉淀，所述复合絮凝剂的组分为硅藻土与聚合氯化铝(PAC)，所述硅藻土与聚合氯化铝(PAC)的重量比为硅藻土 聚合氯化铝为 40-100 10-25 ；用50mL注射器准确吸取30mL经沉淀处理的水样，然后注入高纯氮气 20mL,上下剧烈摇动10 20分钟以置换出其中的磷化氢气体，吸取交换平衡后的气体一定体积，将气体样品避光储存于对磷化氢不发生吸收和吸附的密封气袋中。C、待测气体样品的预处理待一号冷阱内温度降至-60°C以下时，将六通进样阀转换到“off”位置，将待测样品注入气体吸收管，除去C02、H2O和等会对测定产生干扰的气体；D、磷化氢的初次冷阱富集将待测气体样品注入一号冷阱进行初次富集，去除碳氢化合物、氧气、氮气等沸点更低的气体分离，从气体出口排出；E、磷化氢的二次冷阱富集将六通进样阀转换到“on”位置，快速加热一号冷阱柱的收集管至0°C以上，使气体样品被氮气载气快速带入二号冷阱进行再次富集；F、带氮磷检测器的气相色谱仪检测待测气样磷化氢二次富集后，待测样品进入通过色谱柱进入气相色谱仪由氮磷检测器(NPD)检测，得到时间一响应曲线，根据保留时间可以读出磷化氢的特征峰，记录下特征峰的面积；G、绘制标准曲线取标准磷化氢气体，用标准氮气按体积比稀释到不同数量级的浓度，随后同一浓度标准磷化氢气体分别取5ml UOml, 20ml、30ml、40ml、50ml，按步骤B至E操作，得到各自的特征峰面积，将注入的气样中所含磷化氢质量对相应的特征峰面积作标准曲线，并拟合公式，得到该数量级下气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：耿金菊，任洪强，牛晓君，王晓蓉，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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