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国内国际大气VOCs监测分析方法综述
点击次数:832 发布时间:2017-05-08

大多数空气中的挥发性有机物(VOCs)都是对人体有毒有害的物质,并能引起光化学污染和臭味等问题,因此高效灵敏的VOCs分析检测方法越来越重要。本文对当前主要国家、地区及国际组织相关大气VOCs检测方法进行综述。
  VOCs主要来自工业过程、汽车排放以及溶剂的蒸发(来自EPA)
  国外空气中挥发性有机物的仪器方法主要为气相色谱法和气相色谱-质谱法。采样方式主要为容器捕集法、固体吸附剂采样法两大类。吸附剂又分为活性炭、担体(也称载体)和热脱附管等类。
  1美国环境保护署(EPA)方法
  美国环境保护署(EPA)针对环境空气中挥发性有机物汇编了标准方法体系《环境空气中有毒有机物分析方法》(第二版,1999年)。
  其中:
  TO-1方法采用Tenax吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对沸点在80~200℃的挥发性有机物;
  TO-2方法采用碳分子筛吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对碳分子数较少,沸点在-15~120℃的非极性、非活性挥发性有机物。
  TO-14A采用罐采样,气相色谱法(或质谱法)测定环境空气中挥发性有机物,主要针对常见的42种挥发性有机物,该方法前处理采用渗透膜除水,除水时会损失部分极性化合物,同时对罐的惰性处理要求不高。
  TO-15采用罐采样,气相色谱-质谱法测定环境空气中挥发性有机物,其目标化合物比较多,有97种,此方法降低了水溶性VOCss的损失。可分析大多数挥发性有机物。
  TO-17采用吸附热解析测定环境空气中挥发性有机物。
  美国材料与测试协会(ASTM)方法D5466(空气中挥发性有机物的测定,罐采样方法)于2007年进行了修订,使用范围是环境空气、室内空气和工作场所。
  方法中样品的除水方式有两种:半渗透膜吸附、冷阱吸附后升温解吸。方法明确规定,如果使用半渗透膜除水,水溶性或者极性化合物损失很大,只能分析表1中的化合物。如果用冷阱除水,则可分析表2中化合物,检出限在0.10ppbv~1.01ppbv之间。
  2国际标准化组织(ISO)方法
  国际标准化组织关于环境空气中挥发性有机物分析测定有:ISO16017溶吸附管/热解吸/气相色谱仪法测定室内空气、环境空气和工作场所空气中挥发性有机物、ISO16200-2001溶剂解吸/毛细管气相色谱仪法测定工作场所空气中挥发性有机物,目前还没有罐采样的标准方法。
  3台湾地区方法
  台湾于1998年开始实施NIEAA715.13B方法(空气中挥发性有机化合物检测方法-不锈钢采样筒/气相色谱-质谱法),其与TO15方法比较接近。方法中将Nafion渗透膜作为可选配件,提醒其对极性化合物的可能影响,目标化合物有61种见表3,检出限在0.09ppbv-0.31ppbv之间。
   
  4国内相关分析方法研究
  我国对环境空气中挥发性有机物监测分析方法以吸附剂采样,溶剂洗脱、气相色谱分析为主,大都以单个组分分析,检出限较高。  
    我国早期的分析方法中大多是固体吸附剂吸附-溶剂解吸-气相色谱法,吸附剂对空气样品有富集的作用,方法的检出限比较低,测定成本低,但存在采样时间长、吸附剂穿漏、解吸/解析效率以及二次污染等缺陷。
  随着2015年《环境空气挥发性有机物的测定罐采样气相色谱-质谱法》(HJ759-2015)的颁布,我国开始采用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品,经冷阱浓缩,热解析后,进入色谱分离,质谱检测器检测。采样和分析方法上正逐步和国际先进方法接轨。
  鉴于在线监测能够实现快速分析现场空气状态,在线监测仪器开发成为了近年的热点课题。近几年来,在提高在线分析方法上,我国做了很多努力,将便携式气相色谱仪应用于现场检测,能够提供实时数据且快速地得出检测结果。

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