全面解读ICP光谱测汽油中硅氯国标

　　GB/T 《电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯和硅》于2016年12月 0日由国家质检总局、国家标准化管理委员会批准发布；并将于2017年7月1日开始正式实行。针对此标准的情况，笔者采访了标准主要起草人——深圳市计量质量检测研究院(简称“SMQ”)赵彦，交流了该标准制定的背景和意义、解决的技术难点、运用前景，和对ICP-OES未来市场的影响等。 深圳市计量质量检测研究院 赵彦 笔者：制定GB/T 的背景和意义是什么？ 赵彦：汽油中的氯在高温下会构成氯离子，对金属的腐蚀非常严重，形成的铵盐会堵塞管道，导致发动机故障。汽油中硅含量即便很低也会导致氧气传感器失效，同时产生大量沉积物，使催化系统失效。近年来国内外媒体报道了因燃油中氯或硅污染而致使的群体性汽车故障，造成很大损失。 我国车用汽油国家产品标准GB 179 已经明确规定汽油中不能人为添加铅、铁、锰、卤素以及含硅、磷的化合物，但我国国家标准与石油化工行业标准中缺少汽油中氯和硅含量的测定方法。为此，建立汽油中氯和硅快速准确的检测方法将有助于强化成品油市场的质量监督，有效的保障汽油产品的质量安全和消费者的切身利益。 笔者：国外该方面标准的情况如何？ 赵彦：ASTM D7757规定采用单色波长色散X射线荧光光谱仪丈量汽油和相干石油产品中硅的含量，此方法检出限在 -100 mg/kg，对于低含量硅的测试，准确度较低。 对石油产品中有机氯的检测主要是采取将有机氯转化成无机氯的方法进行检测的，包括微库仑法、电位滴定法、离子色谱法等，但这些方法存在前处理繁琐，样品易损失，易污染等缺点。 而ICP-OES具有分析速度快、可同时测定多种元素、操作简单等特点，目前在石油产品中元素含量检测方面得到了广泛的运用，已建立了多个石油产品中元素含量简便、快速、灵敏的ICP-OES检测方法。ASTM D7111中间馏分燃料中元素检测和ASTM D5185使用过的润滑油中元素的检测均是采取有机溶剂稀释、试样溶液直接导入ICP-OES中进行测量的方法，实验周期短、方法简单、试剂用量少。 但由于汽油具有高挥发性，直接稀释进样容易造成ICP-OES等离子体不稳定、炬管积碳等问题，尚无相关标准发布。 笔者：GB/T 采用了ICP-OES法，其优势是哪些？其难点是哪些？ 赵彦：GB/T 采取样品稀释后ICP-OES直接进样检测的简便方式，一次进样就可以快速读出所有可测元素数据，提供了一种更简便、高效、准确的分析方法。 用户群体使用GB/T ，相比较一般应用中采取ICP-OES检测，需要满足以下几个方面：首先，氯元素的主要发射线在1 nm之间，仪器的测定波长范围需要涵盖被测元素。另外，由于汽油具有高挥发性，直接稀释进样容易致使ICP-OES等离子体不稳定、炬管积碳等问题，因此对使用操作参数的调控和仪器设备具有较高要求，如需要较高的输出功率以保持等离子体火把的稳定、加入氧气防止积碳等。同时，标准的应用需要具有能够提供精确温度进行加热和冷却的循环控温装置。 笔者：ICP-OES法检测汽油中氯元素，目前好像只有斯派克和利曼的仪器能做，而作为一个标准方法需要具有广适性，那么在制定GB/T 时，是如何斟酌这个问题的呢？ 赵彦：首先，目前石油产品中氯含量的检测方法有微库仑法、电位滴定法、离子色谱法等，这些方法存在有一定的优势，也存在前处理复杂、易受干扰等缺点。GB/T 采取样品稀释后直接进样检测的简便方式，ICP-OES检测氯元素的同时还可以测量其他元素，为广大用户群体提供了一种更简便、高效、准确的分析方法选择。 目前确切是斯派克、利曼等仪器公司的商品化ICP-OES可以实现远紫外区谱线的检测。其实，之前众多的ICP-OES公司是能够做到含有紫外区谱线测试的，只是前期可能是没有得到有效的开发运用，一些公司最终将此功能舍弃。 相关仪器技术的提升给用户群体带来了开展简便、高效检测方法运用的可能性和趋势，我们看到，与GB/T 同期发布实施的NB/SH/T标准《润滑油中氯元素含量的测定电感耦合等离子体发射光谱法》也将ICP-OES在润滑油中元素检测的应用拓展到了氯元素。一样的，新检测方法的发布实行和实际运用的需求也应该能够反过来带动仪器企业拓展或革新相干方面的技术能力，促进仪器行业的共同发展。 而且，在其他方法标准中也存在类似的方法，在此就不特别指出，有很多方法实际上能提供仪器的也只有一家公司。 综合以上，我们通过扩大ICP-OES的运用范围，给相关机构提供了一种更多的选择，也能推动相干行业的发展。 笔者：GB/T 的运用前景如何？ 赵彦：由于车用汽油国家产品标准中对规定了汽油中不能人为添加相关元素，GB/T 作为专门针对汽油样品中氯和硅含量检测的方法标准，有效解决了汽油样品采用ICP-OES直接进样检测的关键问题，为氯和硅元素的检测提供了更加简便、准确、高效的分析方法，很大程度上提高了操作的简便性，降低了检测本钱，在生产环节的质量监控、贸易进程的质量评价和相关职能部门对成品油市场的质量监督中都会广泛采用。 同时，在车用汽油中实现对硅和氯的测试后，解决了车用汽油元素丈量最难解决的问题，对于其他元素如：铅、铁和锰等元素的研究和运用铺平了道路，也开阔了大家的思路，相信随着对标准理解的深入，用户会最终做出符合自己需求的选择。 笔者：GB/T ，主要是哪些用户单位会使用？该标准的实行，是否会增进ICP-AES的销售的增长？其增长的规模会有多大？ 赵彦：作为专门针对汽油中氯和硅含量检测的国家标准，GB/T 的用户单位主要集中在相关质检单位、第三方检测机构和石油产品企业。该标准的实施很大程度上会进一步增加检测行业对ICP-OES仪器的需求，但鉴于ICP-OES技术在石油产品如润滑油中的应用，大部分相关企业单位已配备装备。所以，对该仪器是不是会因此获得增长我们不能确定。但是，由于ICP-OES本身测量具有快速，多元素同时检测的优点，作为我们技术机构本身，也是认为ICP-OES往后的应用会越来越广泛，需求也将是相应增长的。