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氟利昂(CFCs)在大气环境科学、气候变化研究方面一直受到广泛的关注。20世纪70年代,氟利昂应用于地下水和大洋海水示踪研究价值日益显著。而建立可靠的大气样品、水样品中氟利昂的分析方法是其在大气环境科学研究以及应用于示踪研究的重要前提条件。国际上普遍采用自行设计的吹扫捕集装置富集水体中氟利昂,然后采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)进行分析检测。但ECD检测器含有放射源,不适合船载,而电解电导检测器(ELCD)克服了ECD具有放射源的缺点,可船载使用,且具有卤素专属性,对基质复杂的水样,具有显著的优越性。本文结合国际上现有研究成果,开发了一种新型吹扫捕集装置,联用气相色谱-电解电导(GC-ELCD)检测系统,应用于大气和水体中痕量氟量的检测。主要成果如下:1、根据吹扫捕集原理和流程,设计了一种新型吹扫捕集系统,该系统在国内首次采用TENAX材料用于氟利昂捕集,利用半导体制冷原理实现最低温度达-32℃低温捕集,电加热片的方式提供解吸热源,可在3 min内使捕集管温度从-20℃迅速升至160℃;设计了一种可调式大体积吹扫管,体积调节范围为100~600 mL。设计过程中充分考虑各种材质对氟利昂吹扫捕集分析测定的影响,采用无污染、对氟利昂吸附弱的不锈钢管或聚四氟乙烯管(Teflon)作为连接管路。整个系统设计合理,操作简便,并可对其编程实现自动控制。2、该吹扫捕集-气相色谱-电解电导(P&T-GC-ELCD)检测系统对CFC-11、CFC-12混合标准气体和系统空白实验结果表明:CFC-11、CFC-12的相对标准偏差均小于5 %,检测限分别为2.96×10-12 (V/V)、3.68×10-12 (V/V),初步验证了整个分析系统的氟利昂测定的准确性和可靠性。最难被捕集的CFC-12吹扫捕集条件实验结果表明:捕集温度低于-15℃,载气吹扫流量在0 ~ 180 mL/min范围内,吹扫时间0 ~10 min范围内,TENAX捕集柱均能实现对氟利昂的有效捕集,如实际样品需要较长吹扫时间,可以采用更低的捕集温度(低于-20℃)进行有效捕集。3、无水氯化钙和3A分子筛对氟利昂的干燥性能研究表明,常温下3A分子筛对CFC-11和CFC-12的吸附作用明显,不能作为氟利昂的干燥剂;而无水氯化钙对CFC-11、CFC-12无明显吸附,实验重现性较好,可以作为氟利昂廉价的优良干燥剂,取代国际上通用的价格昂贵的高氯酸镁干燥剂。本文设计的填充氯化钙干燥管可以累计进行40 ~ 50次样品实验后再生。4、将自行设计的用于水样测试分析的P&T-GC-ELCD检测系统稍加改装,应用于大气中氟利昂的分析,观测了实验室户外2011年2月至5月大气中CFC-11、CFC-12的浓度,并于国内外本底站点及其它城区观测结果进行了比较。实验证明该系统可准确连续测定大气中的氟利昂。观测结果表明观测值受气候季节等因素影响明显,城区观测值高于全球各本底值,氟利昂在大气中的浓度总体上呈下降趋势,但城区仍然存有CFCs较强的排放源。5、应用P&T-GC-ELCD系统实现了地下岩层水中氟利昂的测定,在优化吹扫捕集和气相色谱检测条件下,该方法对水环境中的CFC-11、CFC-12、CHCl3、CCl4四种含卤烷烃组分分离良好,方法的检测限0.03 ~ 0.14 pmol/L之间,平行样品相对标准偏差为2.11 % ~ 6.14 %,加标回收率为92.6 % ~ 104.7 %。实验结果表明设计的P&T-GC-ELCD检测系统能应用于水环境样品中氟利昂的分析检测。