炸药爆轰气体产物检测研究

摘要

过去100多年里，世界各国的凝聚相高能炸药爆炸试验场所绝大多数都在野外或露天，炸药爆炸后产生的气态产物直接排放到大气中。即使在有人员活动的区域建造了屏蔽爆炸超压和破片的各种类型的爆炸塔或爆炸容器，这些爆炸塔和爆炸容器一般也都没有设置爆轰产物净化装置，爆轰产物已经成为一个不可忽视的污染源，国内外对该领域的全面检测研究鲜有报道，本文就TNT类试验用炸药爆轰产物采用不同的样品处理方式、进样方式和检测手段进行了全面的检测研究。 采用气相色谱(GC)对无机气体CO、CO2、NO检测，检测灵敏度高，峰形圆滑，数据统计相对标准偏差(RSD)小于5.0﹪，是炸药爆轰无机气体产物的有效检测方法。不完全氧化产物CO、NO的浓度很高，分析结果显示炸药在密闭容器中的爆炸为负氧平衡，炸药组成也为负氧平衡。 对NOx和SO2用化学方法进行了测定，检测结果表明产物中的NOx超过了国家排放标准，SO2的量很少，没有超标。由于化学方法的局限性，本试验还用离子色谱法进行检测，通过采用Na2CO3-NaHCO3混合液、NaOH和纯水三种吸收液吸收爆轰气体的各组分，离子色谱法定性、定量分析吸收液中各离子浓度，根据采气量算出爆轰气体中含F-、Cl-、NO3-、NO2-、SO3-、CN-离子物质含量，相应物质浓度换算为3.38mg/m3、23.89mg/m3、3.16mg/m3、0.19mg/m3、0.35mg/m3、0.03mg/m3，F-、Cl-、NO3-、NO2-、SO3-检出限分别为0.009mg/L、0.030mg/L、0.002mg/L、0.002mg/L、0.002mg/L，相关系数达到0.999以上；对剧毒含CN-物质用0.1mol/LNaOH的溶液为吸收液，检出限为0.001mg/L，相关系数达到了0.9992。由于样品中对应的产物浓度太低，检测的结果显示离子色谱法和化学法检测没有显著差异。 在有机产物定量分析中，采用气相色谱氢火焰检测器(GC-FID)检测，用相对保留时间定性，外标法定量，数据统计相对标准偏差(RSD)小于6.0﹪，CH4、C2H2、C2H4、C3H8、C6H7、C6H6、C6H14检出限分别为：0.07mg/m3、0.02mg/m3、0.03mg/m3、0.06mg/m3、0.01mg/m3、0.02mg/m3、0.06mg/m3；各物质相应的浓度为：11677.2mg/m3，696.4mg/m3，4612.5mg/m3，2.0mg/m3，10.1mg/m3，3955.1mg/m3，290.3mg/m。对于苯和甲苯与国家标准的0.1mg/m3和0.2mg/m3相比较，超标量很大，针对浓度高的苯系物用活性碳和活性碳与硅胶的混合吸附试剂进行了吸附，相应的穿透试验表明在1h内采样体积在穿透体积之内，活性碳的吸附效率很好，对苯和甲苯的浓缩吸附浓度为5900.8mg/m3和1040.1mg/m3。 对各种微量的未知物质，用吸附试剂活性碳、TenaxTA、TenaxTA与活性碳和TenaxGC与活性碳的混合物对样品进行了吸附热解析，气相色谱/质谱联用(GC/MS)检测，与直接进样爆轰气体相比较，检测出了大量的微量物质，其中活性碳吸附定性分析出29种有机物，TenaxTA定性分析出40种有机物。经过全面的检测研究，结果显示爆炸产物中有大量的有毒有害污染物。 受现场采样条件和检测条件的限制，部分样品必须先用采样袋采集回来后才能分析，为了考察采样袋保存样品的效率，分别在采样当天和15d后对采样袋中的气体物质进行了直接进样GC/MS分析，用峰面积进行量判断，试验结果表明采样袋对样品存在一定的吸附，放置15d以后样品含量明显减少，采样袋保存的样品必须在一周内测定。

目录

文摘

英文文摘

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第1章文献综述

第2章绪论

第3章试验材料与方法

第4章研究结果与分析

第五章结论与展望

参考文献

致谢

在学习期间所参加课题及在学习期间所发表的文章