5.2.3 测试指标与方法
1.气相
(1)气体产量
参照2.2.1节。
(2)气相组分(CH4、CO2、N2、H2)
采用装有热导检测器的微气相色谱(MicroGC CP4900,Varian,U.S.A.)测定气相组分。
(3)气相稳定碳同位素比值
根据各反应器的产甲烷情况,于不同阶段用10 mL气密型气体采样器(SGE,SGE Analytical Science Pty Ltd.,Austrilia)采集气体样品,将收集到的气体注入真空气体样品玻璃瓶(5 mL)中保存,用于气相稳定碳同位素比值的测定。
采用气相色谱(Trace GC Ultra,Thermo Electron Corporation,U.S.A.)、高温氧化炉(Finnigan GC combustion III,Thermo Electron Corporation,U.S.A.)、同位素质谱(Delta V plus isotope ratio mass spectrometer,Thermo Electron Corporation,U.S.A.)串联的方法(GCC-IRMS),测试气相CH4和CO2中的稳定碳同位素比值(δ13CH4和δ13CO2)。气体进样时,采用自动进样器(Triplus AS,Thermo Electron Corporation,U.S.A.)控制,进样针容量为100μL。气相色谱的分离柱为Paraplot Q,负责分离CO2和CH4。通常,GC炉首先在35℃维持3 min,然后以60℃/min的速率加热到180℃,在180℃维持24 s。氦气作为载气。氧化炉温度为940℃。
每个样品测试2次。用已知稳定碳同位素比值的标准CH4和CO2气体对测试方法进行误差分析,结果表明,δ13CH4和δ13CO2的误差均为±0.4‰。
2.液相(https://www.daowen.com)
(1)采样
同2.2.2节。
(2)总有机碳(TOC)/总无机碳(TIC)
采用TNb/TC multi N/C 3000 Analyzer(Analytik Jena AG,Germany)测定液相的TOC和TIC浓度,炉温850℃,样品量为0.6 mL。
(3)挥发性有机酸(VFAs)
采用离子色谱(Dionex DX-120,Thermo Scientific,U.S.A.)测试VFAs(包括甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸)的组成和浓度。样品在测试前保存于-20℃冰箱。采用离子色谱柱(IONPAC®ICE-ASI,9×250 mm,Thermo Scientific,U.S.A.)分离各种有机酸。采用自动进样器(Dionex A550,Thermo Scientific,U.S.A.)控制进样过程。
3.固相
参照2.2.3节。
4.数据分析与计算方法
游离氨氮浓度、表观稳定碳同位素分馏效应因子、比产甲烷速率的计算方法和Gompertz模型拟合方法参照本书第2.5节。