[发明专利]一种检测水中甲烷含量的方法

说明书

本发明公开了一种检测水中甲烷含量的方法。包括如下步骤：首先采用恒温水浴锅对一系列标准样品进行预处理，然后利用气相色谱仪进行分析，分析前需优化仪器条件，包活确定样品平衡温度与气液平衡时间、确定气相色谱仪柱箱温度。最后以实验所确定的最佳条件进行检测标准样品，绘制标准工作曲线。与现有技术相比，本发明主要是检测气体中的甲烷气体含量，而非水中的甲烷气体含量；虽不能实现原位探测，但成本低，操作简单，样品检测时间很短；本发明确定了详细的仪器参数条件,可避免出峰拖尾等现象,保证其正常出峰,并且可获得较高的检出限和较小的相对标准偏差。

技术领域

本发明涉及技术领域为水体监测技术领域，特别是一种利用气相色谱仪的顶空分析法，快速测定水中甲烷浓度的方法。

背景技术

甲烷、氧气、二氧化碳等溶解于水中，影响和决定着某些过程的地球化学特点，也造成不同程度的灾害事故。美国相关标准中提及，当水中甲烷的浓度超过10mg/L时，需采取防治措施；尽管浓度小于10mg/L，也需定时监测水中甲烷含量。因此，高精度快速持续检测水中甲烷含量是环境检测的重要环节。

早在20 世纪70 年代，国外就开展现场快速检测海洋渗漏区水中甲烷含量的研究。在船航行时,利用装在拖体上的泵,连续抽取海底的水体,通过氦气提取其中的轻烃,用气相色谱法测定海水中甲烷含量(Takayama，1994;Wernecke,1994),效果理想。但该技术仅局限于海水这一种介质, 而且所用系统成本高、体积大、重量大、需要水样的量很大。Wernecke所用的MEDUSA 系统，售价40万美元，重达2.6吨。随后的系统研究向便携式方向发展，如德国产的K-METS海底甲烷测试仪，但不能达到我国南海海水中低浓度甲烷的检测精度要求，且仅是定性分析水中甲烷的浓度变化。

目前我国在该领域的研究还处于起步阶段，中国专利CN102288719（孙春岩等，2011）、中国专利CN102680658（金光虎等，2012）先后公布了一种海水中甲烷浓度原位探测系统，重量轻,成本低且均可原位定量检测深海海水中的甲烷含量，但不适用于室内已成型实验装置中水样的检测。

为解决以上问题，本发明考虑使用气相色谱法定量检测水中甲烷含量，省去对水中溶解气体的脱集的复杂操作，希望能对国内同行今后开展这方面的研究有所帮助。需要强调的是，本发明是针对水中甲烷气体含量检测，而非混合气体中甲烷气体含量检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种精度高、用时短的定量检测水中甲烷气体浓度的方法。

本发明通过以下技术方案来实现：采用恒温水浴锅对标准样品进行预处理,然后进入气相色谱仪进行分析,根据待测水样分析色谱图及水中甲烷气体的标准工作曲线，确定待测水样中甲烷的含量。

具体步骤为：

(1)确定恒温水浴锅的运行参数。

(2)确定进样器运行参数（样品平衡温度、阀箱温度、管路温度、定量管体积、加压时间、取样时间、定平时间、进样时间以及气液平衡时间）与气相色谱仪运行参数（升温程序、FID检测器温度以及进样口温度）。

(3)制作甲烷的标准工作曲线。

(4)采用气相色谱仪分析样品的色谱图,根据色谱图及甲烷的标准工作曲线确定地下水样品中甲烷的含量。

所述的恒温水浴锅的运行参数如下：

温度：25℃；平衡时间：24小时。

所述的进样器的运行参数如下：

样品平衡温度：70℃；阀箱温度：105℃；管路温度：120℃；定量管体积：1mL;加压时间：10s；取样时间：10s；定平时间：5s；进样时间：20s；以及气液平衡时间:15min。

所述的气相色谱仪的运行参数如下：