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技術(shù)文章

國內(nèi)大氣VOCs監(jiān)測分析方法綜述

點(diǎn)擊次數(shù):2918 發(fā)布時間:2017-5-8

大多數(shù)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)都是對人體有毒有害的物質(zhì),并能引起光化學(xué)污染和臭味等問題,因此靈敏的VOCs分析檢測方法越來越重要。本文對當(dāng)前主要國家、地區(qū)及組織相關(guān)大氣VOCs檢測方法進(jìn)行綜述。
  VOCs主要來自工業(yè)過程、汽車排放以及溶劑的蒸發(fā)(來自EPA)
  國外空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的儀器方法主要為氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法。采樣方式主要為容器捕集法、固體吸附劑采樣法兩大類。吸附劑又分為活性炭、擔(dān)體(也稱載體)和熱脫附管等類。
  1美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)方法
  美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)針對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物匯編了標(biāo)準(zhǔn)方法體系《環(huán)境空氣中有毒有機(jī)物分析方法》(第二版,1999年)。
  其中:
  TO-1方法采用Tenax吸附劑采樣,GC/MS分析揮發(fā)性有機(jī)物,主要針對沸點(diǎn)在80~200℃的揮發(fā)性有機(jī)物;
  TO-2方法采用碳分子篩吸附劑采樣,GC/MS分析揮發(fā)性有機(jī)物,主要針對碳分子數(shù)較少,沸點(diǎn)在-15~120℃的非極性、非活性揮發(fā)性有機(jī)物。
  TO-14A采用罐采樣,氣相色譜法(或質(zhì)譜法)測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物,主要針對常見的42種揮發(fā)性有機(jī)物,該方法前處理采用滲透膜除水,除水時會損失部分極性化合物,同時對罐的惰性處理要求不高。
  TO-15采用罐采樣,氣相色譜-質(zhì)譜法測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物,其目標(biāo)化合物比較多,有97種,此方法降低了水溶性VOCss的損失。可分析大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物。
  TO-17采用吸附熱解析測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物。
  美國材料與測試協(xié)會(ASTM)方法D5466(空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的測定,罐采樣方法)于2007年進(jìn)行了修訂,使用范圍是環(huán)境空氣、室內(nèi)空氣和工作場所。
  方法中樣品的除水方式有兩種:半滲透膜吸附、冷阱吸附后升溫解吸。方法明確規(guī)定,如果使用半滲透膜除水,水溶性或者極性化合物損失很大,只能分析表1中的化合物。如果用冷阱除水,則可分析表2中化合物,檢出限在0.10ppbv~1.01ppbv之間。
  2標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)方法
  標(biāo)準(zhǔn)化組織關(guān)于環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物分析測定有:ISO16017溶吸附管/熱解吸/氣相色譜儀法測定室內(nèi)空氣、環(huán)境空氣和工作場所空氣中揮發(fā)性有機(jī)物、ISO16200-2001溶劑解吸/毛細(xì)管氣相色譜儀法測定工作場所空氣中揮發(fā)性有機(jī)物,目前還沒有罐采樣的標(biāo)準(zhǔn)方法。
  3中國臺灣地區(qū)方法
  中國臺灣于1998年開始實(shí)施NIEAA715.13B方法(空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測方法-不銹鋼采樣筒/氣相色譜-質(zhì)譜法),其與TO15方法比較接近。方法中將Nafion滲透膜作為可選配件,提醒其對極性化合物的可能影響,目標(biāo)化合物有61種見表3,檢出限在0.09ppbv-0.31ppbv之間。
   
  4國內(nèi)相關(guān)分析方法研究
  我國對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測分析方法以吸附劑采樣,溶劑洗脫、氣相色譜分析為主,大都以單個組分分析,檢出限較高。  
    我國早期的分析方法中大多是固體吸附劑吸附-溶劑解吸-氣相色譜法,吸附劑對空氣樣品有富集的作用,方法的檢出限比較低,測定成本低,但存在采樣時間長、吸附劑穿漏、解吸/解析效率以及二次污染等缺陷。
  隨著2015年《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定罐采樣氣相色譜-質(zhì)譜法》(HJ759-2015)的頒布,我國開始采用內(nèi)壁惰性化處理的不銹鋼罐采集環(huán)境空氣樣品,經(jīng)冷阱濃縮,熱解析后,進(jìn)入色譜分離,質(zhì)譜檢測器檢測。采樣和分析方法上正逐步和先進(jìn)方法接軌。
  鑒于在線監(jiān)測能夠?qū)崿F(xiàn)快速分析現(xiàn)場空氣狀態(tài),在線監(jiān)測儀器開發(fā)成為了近年的熱點(diǎn)課題。近幾年來,在提高在線分析方法上,我國做了很多努力,將便攜式氣相色譜儀應(yīng)用于現(xiàn)場檢測,能夠提供實(shí)時數(shù)據(jù)且快速地得出檢測結(jié)果。

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