ICS65.020 B40 中华人民共和国国家标准 GB/T32760—2016 反刍动物甲烷排放量的测定 六氟化硫示踪 气相色谱法 Determinationofmethaneemissionsfromruminants— Sulfurhexafluoride(SF6)tracer—Gaschromatographicmethod 2016-06-14发布 2017-01-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国农业部提出。 本标准由全国畜牧业标准化技术委员会(SAC/TC274)归口。 本标准起草单位:农业部畜牧环境设施设备质量监督检验测试中心(北京)、中国农业科学院农业环 境与可持续发展研究所。 本标准主要起草人:董红敏、陶秀萍、尚斌、游玉波、彭晓培、刘翀、朱志平、陈永杏、黄宏坤。 ⅠGB/T32760—2016 反刍动物甲烷排放量的测定 六氟化硫示踪 气相色谱法 1 范围 本标准规定了反刍动物甲烷排放量的六氟化硫示踪气相色谱测定法。 本标准适用于牛、羊和骆驼等反刍动物。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T8984 气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法 3 方法原理 将装有六氟化硫(SF6)的渗透管投入反刍动物的瘤胃中,瘤胃中产生的甲烷(CH4)和渗透管渗透出 的SF6随着反刍动物的呼吸过程一起排出体外。收集和测定反刍动物呼出气体样品中的CH4和SF6 浓度,根据渗透管的SF6渗透速率,计算出反刍动物呼出CH4的排放量。 4 试剂与材料 除空气外,除非另有规定,空气以外的气体均使用高纯气体(纯度为99.999%)。 4.1 氮气(N2)。 4.2 投药枪:兽用器械。 4.3 胃管:兽用器械,管径大小根据动物选定。 4.4 瘤胃瘘管:在反刍动物瘤胃后背盲囊上,与外界相通的孔道。 4.5 SF6标准气体:应与待测样品主组分相同,氮气为稀释气体。 4.6 CH4标准气体:应与待测样品主组分相同,氮气为稀释气体。 5 仪器 5.1 气相色谱仪 5.1.1 配备电子捕获检测器(ECD)和氢火焰离子检测器(FID),ECD和FID均使用5A分子筛色谱柱。 5.1.2 色谱柱制备和处理:将245μm~198μm(60目~80目)的5A分子筛装入外径3mm的不锈钢 填充柱,柱长3m。填充柱两端堵以石英棉,在250℃环境中老化2h。 5.2 SF6渗透管 参照附录A方法制备和使用。 1GB/T32760—2016 5.3 电子天平 感量0.0001g。 5.4 生化培养箱 通常为36℃~40℃,控温精度为±0.1℃。 5.5 采气系统 参照附录B方法制备和使用。 5.6 真空泵 抽气速率大于0.5L/s,将采气装置内压力抽至约-0.1MPa。 5.7 真空表 量程为-0.1MPa~0.0MPa。 5.8 压力表 量程为0.0MPa~0.4MPa。 6 采样 6.1 准备 6.1.1 渗透管投放 采用投药枪、胃管或通过瘤胃瘘管将SF6渗透管投入试验反刍动物的瘤胃中,5d~7d后开始收集 气体。 6.1.2 采气装置安装和更换 6.1.2.1 采气装置安装:使用前将采气装置用氮气冲洗3次~4次后抽真空,用真空表测其压力接近 -0.1MPa,第二天检查压力没有变化,方可使用。于气体收集前3d,参照附录B将采气系统安装到试 验反刍动物的头颈部。 6.1.2.2 采气装置更换:将采气装置抽成真空,把尼龙管连接在新更换采气装置的阀门上。将采气装置 安装到试验动物的头颈部,打开阀门,开始下一次采样。 6.2 收集样品 打开采气装置阀门,开始收集气体样品。收集结束后,关闭采气装置阀门,断开尼龙管与阀门的连 接,从反刍动物头颈部取下采气装置,同时更换新的采气装置。 试验动物不少于8头。每头动物连续收集样品时间不少于7d,样品收集的间隔时间通常为24h。 采样时记录采样时的温度和气压等数据。 6.3 测定已收集气样的采气装置压力 将压力表连接到采气装置的阀门上,测定已收集气样的采气装置的压力,通常为0.00MPa~ -0.05MPa。 2GB/T32760—2016 6.4 样品分取 将已收集气样的采气装置连接到氮气瓶,向其中充入氮气,直至采气装置内压力为0.10MPa~ 0.15MPa。用塑料软管将1L气袋与采气装置连接,打开采气装置上的阀门,采气装置内的气样自动充 入气袋中,充满气后及时旋紧气袋口阀门。 6.5 样品处理 将气袋样品运送至实验室,于48h内测定SF6和CH4浓度。 7 分析步骤 7.1 准备 启动仪器,按照以下操作参数设定测定条件,至仪器基线稳定: a) 载气:高纯氮气(N2),流量40mL/min~60mL/min; b) 燃气:高纯氢气(H2),流量40mL/min; c) 助燃气:干燥处理后的压缩空气,流量400mL/min; d) 色谱柱温:70℃~80℃; e) 检测器温度:200℃; f) 进样口温度:80℃~100℃。 7.2 气体标定 CH4和SF6标定CH4标定按照GB/T8984的规定执行。 SF6采用单点校正法进行标定。 待测样品含量应在标准气体的组分含量范围之内。 7.3 样品测定 在与标定完全相同的条件下。将气样经过进样器向色谱进样,进样量为30mL,测定仪器的响应值 (峰面积或峰高)。重复进样至少2次,直至响应值偏差小于5%时取其平均值As(或hs)。 8 结果计算 8.1 反刍动物CH4排放速率,其数值以L/(d·头)表示,按式(1)计算: RCH4=RSF6 6.518×φCH4 φSF6×103……………………(1) 式中: RSF6 ———SF6的渗透速率由A.4.1测定,单位为毫克每天头[mg/(d·头)]; 6.518———SF6的密度,单位为克每升(g/L); φCH4———样品中CH4的含量(体积分数),10-6; φSF6———样品中SF6的含量(体积分数),10-6。 以两次平行测定结果的算术平均值作为分析结果。两次测定值绝对差值不得超过算术平均值 的10%。 8.2 反刍动物CH4排放量,其数值以L表示,按式(2)计算: 3GB/T32760—2016 QCH4=RCH4×T×n ……………………(2) 式中: T———时间,单位为天(d); n———动物数量,单位为头。 4GB/T32760—2016 附 录 A (资料性附录) 六氟化硫(SF6)渗透速率测定 A.1 渗透管的组成 渗透管由管体、密封螺母、减磨垫、渗透膜、支持垫和螺帽6个部分组成(见图A.1)。 说明: 1———管体; 2———密封螺母; 3———支持垫; 4———减磨垫; 5———渗透膜。 图A.1 渗透管示意图 A.2 渗透管的材质、形状和大小 A.2.1 渗透管的材质 A.2.1.1 管体和螺帽宜用黄铜,尾端铣出平面。 A.2.1.2 支持垫宜用特氟隆(Teflon)圆垫。 A.2.1.3 减磨垫宜用特氟隆(Teflon)材料。 A.2.1.4 渗透膜宜用不锈钢材料,厚度0.4mm,孔径2μm。 A.2.2 渗透管的形状 渗透管的管体为圆柱形,其他组成部分为圆形。 A.2.3 渗透管的大小和尺寸 A.2.3.1 渗透管的充气量可分成两种情况:大渗透管的管体可装入1400mg~2000mg的SF6气体, 小渗透管的管体可装入600mg~900mg的SF6气体。 A.2.3.2 渗透管的参考尺寸为:大小渗透管的外直径均为9.5mm,长33mm。内直径3.0mm~ 4.8mm,长20mm~26mm。 5GB/T32760—2016 A.3 渗透管装气 A.3.1 组装SF6渗透管,在天平上称空管质量(m1)。 A.3.2 将渗透管浸入液氮(-196℃)中,放置2min~5min待管体温度降至-196℃时,取出渗透管。 A.3.3 迅速向渗透管中注入一定量的SF6后将其密封。 A.3.4 待渗透管的温度接近室温,称其质量(m2,单位为mg),精确到0.1mg。 A.3.5 将m2减去m1,计算渗透管中装入的SF6气体质量。 A.4 渗透管中SF6渗透速率 A.4.1 将装有SF6的渗透管放在与待测动物体温相近温度的生化培养箱中,以40mL/min~ 100mL/min的流量通入氮气,每间隔5d~7d称量渗透管,精确到0.1mg,待渗透速率稳定(样本数 10次~15次,渗透速率相关系数0.99)后,对测定开始20d以后的数据进行线性回归分析,回归方程的 斜率即为SF6的渗透速率。 A.4.2 当小渗透管中SF6剩余量低于170mg,大渗透管中SF6剩余量低于380mg时,SF6渗透管作 废,需要重新装管。 6GB/T32760—2016