全面解讀ICP光譜測汽油中硅氯國標

　　GB/T 33465-2016《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定汽油中的氯和硅》于2016年12月30日由國家質(zhì)檢總局、國家標準化管理委員會批準發(fā)布；并將于2017年7月1日開始正式實施。針對此標準的情況，筆者采訪了標準主要起草人——深圳市計量質(zhì)量檢測研究院(簡稱“SMQ”)趙彥，交流了該標準制定的背景以及意義、解決的技術(shù)難點、應(yīng)用前景，以及對ICP-OES未來市場的影響等。

　　深圳市計量質(zhì)量檢測研究院 趙彥

　　筆者：制定GB/T 33465-2016的背景以及意義是什么？

　　趙彥：汽油中的氯在高溫下會形成氯離子，對金屬的腐蝕非常嚴重，形成的銨鹽會堵塞管道，導(dǎo)致發(fā)動機故障。汽油中硅含量即使很低也會導(dǎo)致氧氣傳感器失效，同時產(chǎn)生大量沉積物，使催化系統(tǒng)失效。近年來國內(nèi)外媒體報道了因燃油中氯或硅污染而導(dǎo)致的群體性汽車故障，造成很大損失。

　　我國車用汽油國家產(chǎn)品標準GB 17930-2016已經(jīng)明確規(guī)定汽油中不能人為添加鉛、鐵、錳、鹵素以及含硅、磷的化合物，但我國國家標準與石油化工行業(yè)標準中缺乏汽油中氯和硅含量的測定方法。為此，建立汽油中氯和硅快速準確的檢測方法將有助于強化成品油市場的質(zhì)量監(jiān)督，有效的保障汽油產(chǎn)品的質(zhì)量安全和消費者的切身利益。

　　筆者：國外該方面標準的情況如何？

　　趙彥：ASTM D7757規(guī)定采用單色波長色散X射線熒光光譜儀測量汽油和相關(guān)石油產(chǎn)品中硅的含量，此方法檢出限在3-100 mg/kg，對于低含量硅的測試，準確度較低。

　　對于石油產(chǎn)品中有機氯的檢測主要是采用將有機氯轉(zhuǎn)化成無機氯的方法進行檢測的，包括微庫侖法、電位滴定法、離子色譜法等，但這些方法存在前處理繁瑣，樣品易損失，易污染等缺點。

　　而ICP-OES具有分析速度快、可同時測定多種元素、操作簡單等特點，目前在石油產(chǎn)品中元素含量檢測方面得到了廣泛的應(yīng)用，已建立了多個石油產(chǎn)品中元素含量簡便、快速、靈敏的ICP-OES檢測方法。ASTM D7111中間餾分燃料中元素檢測和ASTM D5185使用過的潤滑油中元素的檢測均是采用有機溶劑稀釋、試樣溶液直接導(dǎo)入ICP-OES中進行測量的方法，試驗周期短、方法簡單、試劑用量少。

　　但由于汽油具有高揮發(fā)性，直接稀釋進樣容易造成ICP-OES等離子體不穩(wěn)定、炬管積碳等問題，尚無相關(guān)標準發(fā)布。

　　筆者：GB/T 33465-2016采用了ICP-OES法，其優(yōu)勢是哪些？其難點是哪些？

　　趙彥：GB/T 33465-2016采用樣品稀釋后ICP-OES直接進樣檢測的簡便方式，一次進樣就可以快速讀出所有可測元素數(shù)據(jù)，提供了一種更簡便、高效、準確的分析方法。

　　用戶群體使用GB/T33465-2016，相比較一般應(yīng)用中采用ICP-OES檢測，需要滿足以下幾個方面：首先，氯元素的主要發(fā)射線在130-140 nm之間，儀器的測定波長范圍需要涵蓋被測元素。另外，由于汽油具有高揮發(fā)性，直接稀釋進樣容易導(dǎo)致ICP-OES等離子體不穩(wěn)定、炬管積碳等問題，因此對使用操作參數(shù)的調(diào)控和儀器設(shè)備具有較高要求，如需要較高的輸出功率以維持等離子體火炬的穩(wěn)定、加入氧氣防止積碳等。同時，標準的應(yīng)用需要具備能夠提供精確溫度進行加熱和冷卻的循環(huán)控溫裝置。

　　筆者：ICP-OES法檢測汽油中氯元素，目前好像只有斯派克和利曼的儀器能做，而作為一個標準方法需要具有廣適性，那么在制定GB/T 33465-2016時，是如何考慮這個問題的呢？

　　趙彥：首先，目前石油產(chǎn)品中氯含量的檢測方法有微庫侖法、電位滴定法、離子色譜法等，這些方法存在有一定的優(yōu)勢，也存在前處理復(fù)雜、易受干擾等缺點。GB/T 33465-2016采用樣品稀釋后直接進樣檢測的簡便方式，ICP-OES檢測氯元素的同時還可以測量其他元素，為廣大用戶群體提供了一種更簡便、高效、準確的分析方法選擇。

　　目前確實是斯派克、利曼等儀器公司的商品化ICP-OES可以實現(xiàn)遠紫外區(qū)譜線的檢測。其實，之前眾多的ICP-OES公司是能夠做到含有紫外區(qū)譜線測試的，只是前期可能是沒有得到有效的開發(fā)應(yīng)用，一些公司最終將此功能舍棄。

　　相關(guān)儀器技術(shù)的提升給用戶群體帶來了開展簡便、高效檢測方法應(yīng)用的可能性和趨勢，我們看到，與GB/T33465-2016同期發(fā)布實施的NB/SH/T0929-2016標準《潤滑油中氯元素含量的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》也將ICP-OES在潤滑油中元素檢測的應(yīng)用拓展到了氯元素。同樣的，新檢測方法的發(fā)布實施和實際應(yīng)用的需求也應(yīng)該能夠反過來帶動儀器企業(yè)拓展或革新相關(guān)方面的技術(shù)能力，促進儀器行業(yè)的共同發(fā)展。

　　而且，在其他方法標準中也存在類似的方法，在此就不特別指出，有很多方法實際上能提供儀器的也只有一家公司。

　　綜合以上，我們通過擴大ICP-OES的應(yīng)用范圍，給相關(guān)機構(gòu)提供了一種更多的選擇，也能推動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

　　筆者：GB/T 33465-2016的應(yīng)用前景如何？

　　趙彥：由于車用汽油國家產(chǎn)品標準中對規(guī)定了汽油中不能人為添加相關(guān)元素，GB/T33465-2016作為專門針對汽油樣品中氯和硅含量檢測的方法標準，有效解決了汽油樣品采用ICP-OES直接進樣檢測的關(guān)鍵問題，為氯和硅元素的檢測提供了更加簡便、準確、高效的分析方法，很大程度上提高了操作的簡便性，降低了檢測成本，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控、貿(mào)易過程的質(zhì)量評價和相關(guān)職能部門對成品油市場的質(zhì)量監(jiān)督中都會廣泛采用。

　　同時，在車用汽油中實現(xiàn)對硅和氯的測試后，解決了車用汽油元素測量最難解決的問題，對于其他元素如：鉛、鐵和錳等元素的研究和應(yīng)用鋪平了道路，也開闊了大家的思路，相信隨著對標準理解的深入，用戶會最終做出符合自己需求的選擇。

　　筆者：GB/T 33465-2016，主要是哪些用戶單位會使用？該標準的實施，是否會促進ICP-AES的銷售的增長？其增長的規(guī)模會有多大？

　　趙彥：作為專門針對汽油中氯和硅含量檢測的國家標準，GB/T33465-2016的用戶單位主要集中在相關(guān)質(zhì)檢單位、第三方檢測機構(gòu)和石油產(chǎn)品企業(yè)。該標準的實施很大程度上會進一步增加檢測行業(yè)對ICP-OES儀器的需求，但鑒于ICP-OES技術(shù)在石油產(chǎn)品如潤滑油中的應(yīng)用，大部分相關(guān)企業(yè)單位已配備設(shè)備。所以，對于該儀器是否會因此獲得增長我們不能確定。但是，由于ICP-OES本身測量具有快速，多元素同時檢測的優(yōu)點，作為我們技術(shù)機構(gòu)本身，也是認為ICP-OES日后的應(yīng)用會越來越廣泛，需求也將是相應(yīng)增長的。