一种水中挥发性有机物的检测方法与流程

本发明属于挥发有机物检测方法技术领域，尤其涉及一种水中挥发性有机物的检测方法。

背景技术：

水中挥发性有机物的现有检测方法，依次包括顶空瓶进样、顶空瓶水浴加热、顶空瓶抽样以及气相色谱分析这四步，但是现有方法中存在两个问题，第一是待检测水体中挥发性有机物总体含量可能不高，最终导致检测精准度有所下降，第二是水浴加热温度可控性差，不能精准地满足50-80℃这一范围内的温度需求。

专利公开号为cn101509893a，公开日为2009.08.19的中国发明专利公开了一种水中挥发性有机物测量方法及装置，主要由水中挥发性有机物提取装置，化学电离质谱以及计算机控制系统三部分组成。将清洁空气或惰性气体经过砂芯滤板通入待测水样中，产生很多小气泡。在气泡上升的过程中待测水样中的有机物扩散进入气泡，从而将有机物提取到液面顶空的气体中。液面顶空的气体经过管路通入化学电离质谱，采用高纯度氧气或水蒸气接入所述的化学电离质谱中作为离子源气体；利用化学电离质谱进行分析，最后由计算机进行分析处理，给出水中有机物的成份及其浓度信息。

但是该发明专利中的测量方法存在整体精度低，以及操作繁复的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水中挥发性有机物的检测方法，其能通过在顶空瓶进样前添加反渗透操作，优化气相色谱分析操作步骤，以及在顶空瓶水浴加热过程中对顶空瓶进行贴近式加热和竖向立体式测温方式，达到整体检测方法有效精准的效果。本发明具有反渗透富集后检测数据大、检测更加精准，色谱分析操作准确有效，以及贴近式加热方法加热精准、节能效果好，顶空瓶竖向立体式移动测温方式测温数据精准的优点，避免因为瓶内温度随高度不同而造成的加热过度或不足问题。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种水中挥发性有机物的检测方法，依次包括顶空瓶进样、顶空瓶水浴加热、顶空瓶抽样以及气相色谱分析这四个步骤，还包括位于所述顶空瓶进样步骤前并用于对待检测水体进行挥发性有机物富集的反渗透操作。

进一步优选的技术方案在于所述反渗透操作依次包括以下工艺操作：

s1、反渗透膜清洗；

s2、待检测水体反渗透操作；

s3、富集后水体回收。

进一步优选的技术方案在于：所述反渗透膜清洗工艺操作中，反渗透循环泵利用高纯水冲洗反渗透膜，排去带有杂质的冲洗废水，直至反渗透中的保护液及其他杂质清洗干净。

进一步优选的技术方案在于：所述反渗透工艺操作中，开启所述反渗透循环泵，对待检测水体进行浓缩富集操作。

进一步优选的技术方案在于：所述富集后水体回收工艺操作中，需要打开浓水阀，利用量筒收集富集后待顶空-气谱操作的浓缩水体，并记录富集倍数。

进一步优选的技术方案在于：所述反渗透膜清洗工艺操作中，重复清洗3-4次，清洗时间为10min，循环流速为6-15lpm。

进一步优选的技术方案在于：所述待检测水体反渗透工艺操作中，采用的反渗透膜是4021型反渗透膜，膜直径为4英寸。

进一步优选的技术方案在于：所述顶空瓶水浴加热步骤中，水浴加热温度为60-65℃，加热时间为30-50min。

进一步优选的技术方案在于：所述气相色谱分析步骤中，采用的毛细管柱为30*0.25mm*0.25um；所述顶空瓶进样步骤中，加入有机标准物质溶液。

进一步优选的技术方案在于：所述气相色谱分析步骤中，进样口温度为200℃，检测器温度为280℃，柱箱温度采用程序升温，初始柱温为35℃，保持5min，以1℃/min升至50℃，分流比为30:1，采用恒流模式，色谱柱流量为0.5ml/min，最终得到的挥发性有机物含量需要除以所述富集倍数。

进一步优选的技术方案在于：所述顶空瓶水浴加热步骤中，水浴箱内底面上设有安装柱，设置在所述安装柱露出水面的上端位置处的控制器，设置在所述安装柱环面上并与所述安装柱垂直的加热环，设置在所述水浴箱内底面上且位于所述加热环内侧的固定柱，以及设置在所述固定柱侧面上并通过与顶空瓶套接方式以用于固定安装所述顶空瓶的固定螺旋环，若干个平行的所述加热环与所述控制器通过导线连接。

进一步优选的技术方案在于：所述固定螺旋环的上下两个端头之间设有与所述顶空瓶平行的竖向柱体，所述竖向柱体下端设有电磁铁单元，所述竖向柱体上套接设有永磁铁单元，所述永磁铁单元上设有与所述控制器连接且用于测量所述顶空瓶内温度的温度探针，所述电磁铁单元上设有用于在所述永磁铁单元落下后给予向上排斥推动力的脉冲电流发生器。

进一步优选的技术方案在于：所述电磁铁单元包括固定环，设置在所述固定环内的安装槽，以及套接设置在所述竖向柱体上且位于所述安装槽上并用于在所述脉冲电流发生器供电时产生向上推动所述永磁铁单元的排斥磁场的螺线圈。

进一步优选的技术方案在于：所述永磁铁单元包括套接设置在所述竖向柱体上的竖向活动环，设置在所述竖向活动环下表面上的永磁铁片，以及嵌入设置在所述竖向活动环内环面上并用于在所述竖向柱体环面上进行滚动的滚珠，所述温度探针垂直设置在所述竖向活动环外侧面上。

进一步优选的技术方案在于：所述竖向柱体为方形柱体，所述竖向活动环为方形环，所述温度探针与所述顶空瓶垂直。

本发明通过在顶空瓶进样前添加反渗透操作，优化气相色谱分析操作步骤，以及在顶空瓶水浴加热过程中对顶空瓶进行贴近式加热和竖向立体式测温方式，达到整体检测方法有效精准的效果。本发明具有反渗透富集后检测数据大、检测更加精准，色谱分析操作准确有效，以及贴近式加热方法加热精准、节能效果好，顶空瓶竖向立体式移动测温方式测温数据精准的优点，避免因为瓶内温度随高度不同而造成的加热过度或不足问题。

附图说明

图1为本发明中检测方法的流程步骤图。

图2为本发明中加热环以及固定螺旋环的位置结构示意图。

图3为本发明中电磁铁单元以及永磁铁单元的位置结构示意图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，非对本发明的范围进行限定。

实施例：如附图1、2以及附图3所示，一种水中挥发性有机物的检测方法，依次包括顶空瓶进样、顶空瓶水浴加热、顶空瓶抽样以及气相色谱分析这四个步骤，还包括位于所述顶空瓶进样步骤前并用于对待检测水体进行挥发性有机物富集的反渗透操作。

在本实施例中，所述反渗透操作用于将原先浓度较低的挥发性有机物富集，而本身所述气相色谱分析步骤具有量小误差相对较大的特点，因此所述反渗透操作可以很好地提高最终的测量精准度，所述气相色谱分析获得的数据除以富集倍数，即为实际的水中挥发性有机物含量。

所述反渗透操作依次包括以下工艺操作：s1、反渗透膜清洗；s2、待检测水体反渗透操作；s3、富集后水体回收。

所述反渗透膜清洗工艺操作中，反渗透循环泵利用高纯水冲洗反渗透膜，排去带有杂质的冲洗废水，直至反渗透中的保护液及其他杂质清洗干净。所述反渗透工艺操作中，开启所述反渗透循环泵，对待检测水体进行浓缩富集操作。所述富集后水体回收工艺操作中，需要打开浓水阀，利用量筒收集富集后待顶空-气谱操作的浓缩水体，并记录富集倍数。所述反渗透膜清洗工艺操作中，重复清洗3-4次，清洗时间为10min，循环流速为6-15lpm。所述待检测水体反渗透工艺操作中，采用的反渗透膜是4021型反渗透膜，膜直径为4英寸。

在本实施例中，所述4021型反渗透膜用于富集所述挥发性有机物，所述反渗透操作包括前期清洗和后期反渗透两部分，记录富集倍数后就可以进行后续顶空-色谱操作了。

所述顶空瓶水浴加热步骤中，水浴加热温度为60-65℃，加热时间为30-50min。所述气相色谱分析步骤中，采用的毛细管柱为30*0.25mm*0.25um；所述顶空瓶进样步骤中，加入有机标准物质溶液。所述气相色谱分析步骤中，进样口温度为200℃，检测器温度为280℃，柱箱温度采用程序升温，初始柱温为35℃，保持5min，以1℃/min升至50℃，分流比为30:1，采用恒流模式，色谱柱流量为0.5ml/min，最终得到的挥发性有机物含量需要除以所述富集倍数。

现有的水浴方式是通过控制水温来实现所述顶空瓶内试样的加热效果，但是该方式存在水温略高于试样温度的情况，因此现有水浴方式存在加热精准度低，以及调控缓慢的问题，例如需要从60℃升温到62℃，就需要将水浴槽内这么多水一起升温到62℃，这样就存在电能浪费和温控效率低的问题了，本发明正是要改善这两个缺点。

所述顶空瓶水浴加热步骤中，水浴箱内底面上设有安装柱1，设置在所述安装柱1露出水面的上端位置处的控制器2，设置在所述安装柱1环面上并与所述安装柱1垂直的加热环3，设置在所述水浴箱内底面上且位于所述加热环3内侧的固定柱4，以及设置在所述固定柱4侧面上并通过与顶空瓶套接方式以用于固定安装所述顶空瓶的固定螺旋环5，若干个平行的所述加热环3与所述控制器2通过导线连接。所述固定螺旋环5的上下两个端头之间设有与所述顶空瓶平行的竖向柱体6，所述竖向柱体6下端设有电磁铁单元7，所述竖向柱体6上套接设有永磁铁单元8，所述永磁铁单元8上设有与所述控制器2连接且用于测量所述顶空瓶内温度的温度探针9，所述电磁铁单元7上设有用于在所述永磁铁单元8落下后给予向上排斥推动力的脉冲电流发生器10。所述电磁铁单元7包括固定环701，设置在所述固定环701内的安装槽702，以及套接设置在所述竖向柱体6上且位于所述安装槽702上并用于在所述脉冲电流发生器10供电时产生向上推动所述永磁铁单元8的排斥磁场的螺线圈703。所述永磁铁单元8包括套接设置在所述竖向柱体6上的竖向活动环801，设置在所述竖向活动环801下表面上的永磁铁片802，以及嵌入设置在所述竖向活动环801内环面上并用于在所述竖向柱体6环面上进行滚动的滚珠803，所述温度探针9垂直设置在所述竖向活动环801外侧面上。所述竖向柱体6为方形柱体，所述竖向活动环801为方形环，所述温度探针9与所述顶空瓶垂直。

在本实施例中，所述顶空瓶的精准水浴加热方式如下：

第一，所述顶空瓶内加样后，所述控制器2设定所需温度，控制所述加热环3开始加热工作，此时所述脉冲电流发生器10一并开启，所述螺线圈703在脉冲电流发生时，通电生磁，产生排斥所述永磁铁片802的磁场，所述永磁铁片802最终连带所述温度探针9，在所述竖向柱体6上升降活动，测量所述顶空瓶附近水体的温度，该温度相较于整个水浴温度，更接近所述顶空瓶内试样的温度，最终达到水浴精准的优点；

第二，所述温度探针9需要在所述竖向柱体6上的适当高度处往复移动，因此所述脉冲电流发生器10的脉冲间隔、有效脉冲大小需要进行调节，使得所述温度探针9的最大排斥顶起高度适宜，且下落至最低点时正好再次被排斥顶起；

第三，所述控制器2内需要设定，例如在所需水浴温度63℃时，所述温度探针9在上下整段距离中有50%的时间都低于63℃，则需要增大所述加热环3的加热功率，以保证足够的温度，有85%的时间都显示到了63℃，就减小或停止加热，另一方面，温度过低时，也是这个道理，该过程中最重要的是如何确定上述“50%、85%”的数值，使得所述温度探针9测得的温度能最真实地反应为所述顶空瓶内试样温度，该数值到底是40%或者是90%，这需要进行所述温度探针9处水温，以及所述顶空瓶内试样的直接测定温度两者的对比调试，以确保在一个最优值时，使得温度探针9处水温最接近所述顶空瓶内试样的真实温度。

上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。