一种快速检测氧化亚氮温室气体的气相色谱分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分析技术领域，涉及氧化亚氮的检测方法，具体涉及一种快速检测氧 化亚氮温室气体的气相色谱分析方法。
【背景技术】
[0002] 氧化亚氮（N2O)是继二氧化碳（CO2)、甲烷（CH 4)之后的第三大温室气体，N2O的产 生不仅降低肥料的利用率，更为重要的是与全球变暖和臭氧层的破坏相关联。N 2O的温室效 应是0)2的206倍，土壤中硝化和反硝化过程以及工业排放所释放的N2O约占生物圈释放到 大气中N 2O总量的70%~90%，农田土壤N2O排放量约占人为排放源的45%，大气中N2O浓 度持续增加已引起世界范围的普遍关注。
[0003] 在氧化亚氮室内定量分析方法中，主要采用气相色谱仪进行定量分析，目前随着 分析技术发展，也开始逐步有采用远红外技术对氧化亚氮进行定量分析，但是仪器设备费 用较高，不适合于广泛的应用，目前主要还是采用电子捕获气相色谱仪法来进行定量分析。
[0004] 由于大气和环境样品中N2O的浓度一般在维持在300ppb左右，浓度较低，通过电 子捕获气相色谱仪能够提高大气中N 2O的测试精度。在分析过程以往大多采用Porapak Q 填充柱进行分离检测，但随着填充柱的使用的逐步减少，现多采用毛细管柱代替填充柱进 行定量分析。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、准确、快速、可靠的氧化亚氮气相色 谱分析方法。该方法准确、灵敏、简便、无需前处理、分析速度快，能满足环境和土壤中氧化 亚氮释放量的定量检测。
[0006] 本发明所述分析方法包括利用毛细管柱分离采用顶空进样气相色谱分析，其中顶 空自动进样器的条件为：
[0007] 炉温为80 °C，定量环温度85 °C，传输线温度90 °C，加热时间5min，加压时间 0. lmin，定量环填充时间0. 5min，定量环平衡时间0. 05min，进样时间lmin。
[0008] 气相色谱条件为：
[0009] 柱温：50°C ;进样口温度：150°C ;检测器温度：250°C ;柱流量：5ml/min ;尾吹： 30ml/min ;采取不分流的进样方式；
[0010] 本发明所述柱流速为恒流。
[0011] 本发明所述的检测器为电子捕获检测器，载体为氮气。
[0012] 本发明所述检测方法中采用的色谱柱为HP-PLOT Q，为市售商品，键合聚苯乙 稀-二乙烯基苯色谱柱，极性介于Porapak Q和Porapak N之间的色谱柱。
[0013] 根据本
【发明内容】
，所述色谱柱柱长尽可能长一些，内径尽可能粗一些，可以获得较 好的分离效果，所选用色谱柱规格为长度30m，内径0. 53mm，膜厚40 μm。
[0014] 根据本发明所述的分析方法，优选所述制作标准曲线的步骤包括：
[0015] 用IOmL气密性注射器分别抽取不同体积的0· 35ppm的氧化亚氮标准气体于20mL 顶空进样瓶中配置成不同浓度的系列标准样品，采用顶空进样气相色谱仪分别测定氧化 亚氮浓度，绘制标准曲线，得到标准曲线回归方程，从而采用外标法对氧化亚氮进行定量分 析。
[0016] 综上所述，本发明提供了一种快速检测氧化亚氮温室气体的气相色谱分析方法。 所述方法具有以下优点：
[0017] 1、所述方法操作简便、结果准确。
[0018] 2、本发明的分析方法准确、灵敏、简便、分离效能高、无需前处理、分析速度快、对 环境中氧化亚氮的定量快速检测有重要的实用价值。
【附图说明】
[0019] 图1为氧化亚氮气相色谱分离图；
[0020] 图2为氧化亚氮标准曲线图；
【具体实施方式】
[0021] 本发明所采用的气相色谱仪为配备Agilent 7694E顶空自动进样器的Agilent 7890A气相色谱仪。
[0022] 实施例1 :
[0023] 1)所采取的色谱条件为：
[0024] 采用Agilent 7890A气相色谱配置7694E顶空进样器，分离柱：HP-PLOT Q毛细 管色谱柱（0. 53mmX30mX40ym);检测器：含有63Ni的电子捕获（ECD);载气：高纯氮气， 流速50ml/min ;柱温：50°C ;柱流量：5ml/min ;检测器温度：250°C ;进样口温度：150°C ;尾 吹：30mL/min ;进样方式：不分流；顶空自动进样器：7694E ;炉温：80°C，定量环：85°C，传输 线温度：90°C，加热时间：5min ;加压时间：0. lmin，定量环填充时间：0. 5min，定量环平衡时 间：0. 05min，进样时间：lmin，定量环：1ml。
[0025] 2)标准曲线的制作：
[0026] 供试标准气体：0· 35ppm N20/N2#准气体（国家标准物质中心GBW 08150)。在选 定的色谱条件下，通过氧化亚氮标准气体采用20mL顶空进样瓶配制不同添加量的氧化亚 氮样品，分别做5个添加量（0, 2,4,6,8, IOmL)，其中图Ia和b分别为添加量OmL和IOmL的 氧化亚氮气相色谱图，出峰时间为2. 910min，能够获得较好的分离效果。通过计算获得氧化 亚氮标准曲线的方程为y = 106. 26x+45. 024,相关系数R2= 0.9992,表明氧化亚氮在添加 浓度范围内线性关系良好（图2)。以色谱峰信噪比为3时的浓度确定氧化亚氮的检出限 (LOD)为 46. 8Ippb。
[0027] 相对标准偏差
[0028] 通过氧化亚氮标准气体采用20mL顶空进样瓶配制添加量IOmL的氧化亚氮样品， 采用气相色谱仪进行检测，并同时记录峰面积。比较峰面积所得数据，其RSD值小于5 %，表 明仪器稳定性良好。
[0029] 表1 :添加标准样品分析数据
[0030]
【主权项】
1. 一种快速检测氧化亚氮温室气体的气相色谱分析方法，其特征是在于：所述分析方 法包括利用大口径毛细管柱分离，采用顶空大体积进样气相色谱法进行检测，外标法定量 分析，具体步骤包括： (1)制作标准曲线的步骤包括：用IOmL气密性注射器分别抽取不同体积的0. 35ppm的 氧化亚氮标准气体于20mL顶空进样瓶中配置成不同浓度的系列标准样品，采用顶空进样 气相色谱仪分别测定氧化亚氮浓度，绘制标准曲线。 ⑵每次采集IOmL待测样品于20mL顶空进样瓶中，利用顶空进样气相色谱仪进行检 测，并同时记录峰面积，根据步骤（1)的标准曲线回归方程计算得出氧化亚氮的含量。 所采用的气相色谱仪为配备Agilent7694E顶空自动进样器的Agilent7890A，载体 为高纯氮气，流速50ml/min，柱温为50°C，柱流量为5ml/min，检测器温度为250°C，进样 口温度为150°C，尾吹为30ml/min，采取不分流的进样方式，顶空自动进样器炉温为80°C， 定量环温度85°C，传输线温度90°C，加热时间5min，加压时间0.lmin，定量环填充时间 0. 5min，定量环平衡时间0. 05min，进样时间lmin。
2. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述的检测器为电子捕获检测器。
3. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述的气相色谱定量分析采用面积 归一法。
4. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述色谱柱为HP-PLOTQ毛细管色谱 柱，色谱柱规格为长度30m，内径0. 53mm，膜厚40ym。
5. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述检测方法，顶空进样器定量环体 积为ImL。
【专利摘要】本发明涉及一种快速检测氧化亚氮温室气体的气相色谱分析方法，采用顶空进样毛细管柱气相色谱法，通过顶空大体积进样，大口径毛细管柱分离。采用安捷伦7890A气相色谱仪配备安捷伦7694E顶空自动进样器，色谱柱为HP-PLOT Q毛细管色谱柱，检测器为含有63Ni的电子捕获检测器，载体为高纯氮气，流速50ml/min，柱温为50℃，柱流量为5ml/min，检测器温度为250℃，进样口温度为150℃，尾吹为30ml/min，采取不分流的进样方式。顶空自动进样器炉温为80℃，定量环温度85℃，传输线温度90℃，加热时间5min，加压时间0.1min，定量环填充时间0.5min，定量环平衡时间0.05min，进样时间1min。该方法操作简便，准确、灵敏、分离效能高、无需前处理、分析速度快、对环境中氧化亚氮的定量快速检测有重要的实用价值。
【IPC分类】G01N30-88
【公开号】CN104730188
【申请号】CN201510040842
【发明人】颜冬冬, 毛连纲, 王秋霞, 李园, 欧阳灿彬, 曹坳程, 郭美霞
【申请人】中国农业科学院植物保护研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月28日