空氣中揮發(fā)性有機化合物的采樣與檢測方法介紹

林燕

摘 要：揮發(fā)性有機化合物（VOCs）是多種有機物的總稱，其成分復(fù)雜，表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用及特殊氣味能導(dǎo)致人體呈現(xiàn)出種種不良反應(yīng)，并對人體健康造成較大的影響?；诖耍挛氖紫葘]發(fā)性有機化合物進行了簡單介紹，并重點對空氣中揮發(fā)性有機化合物的采樣與檢測方法進行了探討，僅供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機化合物；采樣；檢測；方法

引言

隨著城市化進程的不斷加快，當前全球空氣污染問題引起了人們的高度重視。整個大氣污染物質(zhì)體系中，除了煙塵、粉塵、霧、等顆粒性污染物外，氣態(tài)污染物也占相當大的比重，幾乎為全世界每年排入大氣污染物質(zhì)的75%以上，其中有機污染物占多數(shù)?；诖?，相關(guān)人員有必要對空氣中揮發(fā)性有機化合物的采樣以及檢測技術(shù)進行深入研究，進而為空氣治理工作提供參考依據(jù)。

1、揮發(fā)性有機化合物介紹

揮發(fā)性有機物是指在室溫下飽和蒸氣壓大于70.91Pa，常溫下沸點小于260℃的有機化合物。從環(huán)境監(jiān)測的角度來講，是指以氧火焰離子檢測器檢測出的非甲烷烴類檢出物的總稱，主要包括烷烴類、芳烴類、烯烴類、鹵烴類，酯類、醛類、酮類和其他有機化合物。世界衛(wèi)生組織對總揮發(fā)性有機物的定義是：熔點低于室溫，沸點范圍在50～260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。總之，揮發(fā)性有機化合物是多種化合物的總稱，沒有統(tǒng)一的概念，目前最常見的是世界衛(wèi)生組織規(guī)定的分類方法，見表1。

2、揮發(fā)性有機化合物的采樣方法

采樣是對空氣中揮發(fā)性有機化合物進行測定分析的第一步，直接關(guān)系著測定結(jié)果是否準確、可靠。但是空氣中的揮發(fā)性有機化合物含量較低，而且易揮發(fā)、成分復(fù)雜，因此，工作人員必須使用恰當?shù)牟蓸臃椒ǎ拍苓_到好的效果。目前，空氣中揮發(fā)性有機化合物的采樣方式有：直接采樣、有動力采樣和被動式采樣。

2.1直接采樣法

直接采樣是最為簡單的一種方法，用注射器、塑料袋、罐等固定容器直接采取空氣中濃度較高的被測組分，該法通常適用于污染物濃度較高的污染源。塑料袋使用方便、價格便宜，但由于滲透造成的樣品污染和損失較大；玻璃容器采樣體積有限、易碎、清洗困難，樣品氣體在針筒內(nèi)壁吸附，會造成樣品損失。因此，相比較而言，罐取樣技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢比較大。

2.2有動力采樣法

有動力采樣方法是利用泵抽取一定量的空氣，使其通過吸附管而完成采樣過程的，該法應(yīng)用范圍比較廣泛，既適用于長期采樣，確定VOCs的平均濃度，又適用于短期采樣，確定VOCs的峰值濃度。傳統(tǒng)的采樣方法是利用顆粒態(tài)活性炭吸附采樣，但其靈敏度低，只適用于高濃度VOCs的分析。因此，人們也會采用Tenax吸附劑，其廣泛運用在氣體、液體和固體中的可揮發(fā)性或半揮發(fā)性物質(zhì)的采集中，但這種吸附劑也存在價格昂貴、吸附容量低等缺點。目前，人們也加大了對這方面的研究，活性炭纖維等一些更加高效的吸附劑將逐漸被應(yīng)用到實踐當中。

2.3被動采樣法

被動式采樣是基于氣體分子擴散或滲透原理來采集空氣中氣態(tài)或蒸汽態(tài)污染物的一種采樣方法。其中固相微萃取法（SPME）是比較重要的一種采樣方法。該法操作簡單方便、無需有機溶劑，集采樣、萃取、濃縮和進樣于一體。SPME裝置由萃取頭和手柄兩部分組成，其中萃取頭是關(guān)鍵，其對于非極性化合物有非常好的選擇性，因此可以用于空氣中有機揮發(fā)性化合物的萃取。但是需要注意的是，一種萃取頭只適用于一種或幾種有機物的采集，例如聚丙烯酸酯（PA）為涂層的萃取頭適用于采集極性化合物，主要用于分析有機氯、酚類等。因此，在實際應(yīng)用該法時，工作人員還需要根據(jù)具體需要來選擇合適的萃取頭。

3、揮發(fā)性有機污染物檢測方法

3.1比色管檢測法

比色管檢測法是一種簡單實用的檢測技術(shù)，該法所用裝置主要是一個充滿顯色物質(zhì)的玻璃管和一個抽氣采樣泵。在對樣品進行檢測時，工作人員首先需要將玻璃管兩頭折斷，然后通過采樣泵將室內(nèi)空氣抽入檢測管，吸入的氣體就會和顯色物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，一般氣體濃度與顯色長度成正比，這樣，工作人員就可以通過觀察顯色長度來確定氣體的大致濃度。但是，此方法的應(yīng)用具有局限性，目前很多揮發(fā)性型有機化合物還不能應(yīng)用此法進行檢測。

3.2氣相色譜法

氣相色譜法是人們比較常用的一種檢測方法，該法具有高效能、高選擇性、高靈敏度、速度快和應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點，而且人們還能應(yīng)用該法對異構(gòu)體和多組分有機混合物進行定性、定量分析。目前，借助于氣相色譜——氫火焰離子化檢測器（FID）對有機污染物進行定性和定量測定是比較成熟的方法之一。此法的工作原理是：將氫氣/空氣火焰的熱能和化學(xué)能作電離源，促使有機物發(fā)生電離，進而產(chǎn)生微電流，而FID裝置便能夠?qū)ξ㈦娏鳟a(chǎn)生響應(yīng)。它是一種破壞性的質(zhì)量型檢測器，其響應(yīng)值取決于單位時間進入檢測器的組分量，其峰高隨著載氣流速的增加而增大，峰面積基本不變。它對H2O、O2、CO和CO2等均無響應(yīng)，但對幾乎所有的有機化合物都有響應(yīng)，特別是對烴類靈敏度極高，且響應(yīng)與碳原子數(shù)成正比，檢測限達10～12g/s，因此，氣相色譜法的應(yīng)用范圍是非常廣的。

3.3色質(zhì)聯(lián)用法

質(zhì)譜檢測器是由離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器組成。離子源將待測組分電離成離子，并使這些離子加速和聚焦成離子束。質(zhì)譜檢測器將不同質(zhì)荷比的離子分離，經(jīng)質(zhì)量分析器分離之后的離子進入離子檢測器，將正負離子流轉(zhuǎn)變成電信號輸出，最終得到電壓——質(zhì)荷比——時間三維圖譜。質(zhì)譜檢測器對有機化合物的定性主要是通過對全掃描質(zhì)譜圖進行分析來實現(xiàn)的，由分子離子峰可確定待測組分的分子量，而各碎片離子則是該分子的一些組成部分。然后工作人員就可以借助于計算機檢索或?qū)D譜進行解析來確定具體的物質(zhì)。定量分析的依據(jù)則是待測組分的峰強與樣品含量成正比。與氣相色譜法相比，色質(zhì)聯(lián)用法除具有高效分離能力和準確的定性鑒定能力外，還能夠檢測尚未分離的色譜峰，且其靈敏度更高、數(shù)據(jù)更可靠。但該法也具有一定的缺陷，例如采樣和分析過程復(fù)雜、分析時間長、測量成本高等。

結(jié)束語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，揮發(fā)性有機化合物的采樣與檢測技術(shù)也有了很大的進步。揮發(fā)性有機化合物是引發(fā)臭氧和PM2.5污染的重要元兇，更是當前大氣污染治理和“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的難點和薄弱環(huán)節(jié)。在當前環(huán)保任務(wù)極為艱巨的背景下，人們需要有效發(fā)揮揮發(fā)性有機化合物采樣與檢測技術(shù)的功能，從而為環(huán)境治理工作提供更加可靠的參考依據(jù)，為國家的生態(tài)文明建設(shè)貢獻一份力量。

參考文獻：

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