环境空气VOCs检测方法研究进展

环境空气VOCs检测方法研究进展

周正 ,景丽

嘉兴弘正检测有限公司 浙江嘉兴 314031

摘要：随着社会经济水平的不断提升，党和国家提出了绿色环保可持续发展理念，对于环境监测工作来说，其能够有效地通过多样化科学手段实现对于空气中的有害物质气体的检测，并作出针对性应对，在根本上降低对于生态环境以及人体生命健康的影响，VOCs（挥发性有机物）具有较恶劣的影响力，其也是环境检测的重点对象之一，基于此背景下，本文针对环境检测中挥发性有机物检测方法展开了探讨，以供参考。

关键词：环境空气；VOCs；检测方法

前言：环境空气中存在着许多挥发性有机物，它们具有一定的光化学活性，能够与空气成分发生反应生成大气污染物，造成环境污染的同时，给人们的身体健康带来巨大的威胁，为了避免挥发性有机物造成的负面影响，必须要对环境空气中挥发性有机物监测技术进行深入研究。研究可分成两部分进行，分别对空气中VOCs采集方法以及空气中VOCs的检测方法进行分析，并对二者的实践效果进行分析，从根本上提升挥发性有机物监测效果。

1挥发性有机物

挥发性有机物是一类有机化学物质的统称，简称为VOCs。在我国，VOCs挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70.91 Pa、标准大气压101.3kPa下沸点在50~260℃以下且初馏点等于250摄氏度的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。测定VOCs含量时，又做了一个限定，即在通常压力条件下，沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。各表述的侧重点有所不同。如美国的定义，突出必须是“参加大气光化学反应”，四氯乙烷之类不参加大气光化学反应的有机化合物则被定义为“豁免化合物”。而WHO的定义强调沸点，未考虑该物质是否参加大气光化学反应。由于挥发性有机物组成复杂，不同污染源产生的挥发性有机物组分差距较大。因此在国内，各标准、监测规范文件中提出了多个不同概念，例如VOCs-挥发性有机物、TVOC-总挥发性有机物、THC-总烃、NMHC-非甲烷总烃等。一般情况下，评价环境空气、废气污染物时使用挥发性有机物、非甲烷总烃的概念，评价室内环境时使用总挥发性有机物的概念。

2挥发性有机物质的主要来源与危害性

当前空气中出现的挥发性有机物主要产生来源在于人为排放和自然排放，且以人为排放居多。在当前社会整体工业水平飞速发展过程中，空气中的有机物种类和含量更是明显增加，据不完全统计，空气中挥发性有机物种类高达几十种，其中毒害物质占据四分之一左右。在我们生活中最常见的污染源就是汽车尾气，在汽车尾气中含有大量烃类物质，而上下班期间更是汽车尾气集中排放的高峰期。基于挥发性物质的毒性较大，所以一旦被人体吸收，很可能对人体呼吸系统、消化系统等结构造成直接影响，严重威胁了群众身体健康。部分有机物的出现还可能直接引起人体疾病，部分癌症的出现就和挥发性有机物存在密切联系。科学统计，室内环境中的挥发性有机物种类多达上百种，其中致癌物高达二十余种，我国呼吸系统研究发现，因为呼吸疾病致死患者中，很多患者发病都与长期室内空气污染相关。

3环境空气VOCs检测方法

3.1气相色谱法

在空气挥发性有机物监测中该方法的应用率较高，是对有机物含量进行准确监测的重要技术之一。该技术主要包含了样品的采集和测定。在样品采集过程中，借助吸附管完成对样品的收集，同时在吸附剂作用下，将空气中的挥发性有机物进行吸附收集，并在规定的时间内进行吸附管加热脱附，在短时间内吸附管中有机物全部释放，在惰性气体作用下进入色谱柱中进行有机物种类的分离后进入检测器（FID、ECD等）进行含量的测定分析。但是该技术方法很可能出现监测实效性偏差问题，基于样品预处理相对繁琐，需要消耗大量溶液和试剂，监测时间较长，成本较高，对设备条件稳定性要求较高，所以需要完善的内容仍然很多。在目前该技术手段的完善发展背景下，测定时间已经逐渐缩短。

在对气相色谱仪进行应用过程中，很可能会出现基线不稳定、出现其他杂峰等情况，这也会直接影响检测结果，因此工作人员也要对以下问题进行关注：首先，色谱柱。色谱柱主要是对成分进行分离，是分析设备的核心区域，如果该仪器使用频率较高，就意味着色谱柱中杂质增多，影响了基线稳定性和分析成分的判断。所以工作人员要在样品分析过程中经常对色谱柱进行老化处理；同时不同的样品也要求选择合适的色谱柱对其进行分离，好的色谱柱会提高样品的分离程度和在仪器上的响应值。其次，载气：色谱仪分析过程中需要载气来保证仪器设备的使用安全和将样品载入仪器系统进行分离和测定，如果气体纯度受到影响，同样会对工作的开展造成影响。为切实提升气体纯度，当气体进入减压阀后，应该及时安装净化器，并根据实际载气纯度进行填充物选择。当前部分工作人员在处理该工作期间没有对气源问题进行关注，这也是引发基线不稳的主要原因之一。

3.2气相色谱质谱法

对于特定的化合物类型，可以采用气相色谱-质谱法，比如HJ644-2013、TO-17采用吸附管采集环境空气样品，热脱附解吸经气相色谱分离后，质谱检测器分析卤代烃、苯系物和氯苯类35种挥发性有机物，不需要液氮制冷，操作相对简单，成本低，采样选择性强，可以采集大体积样品，改变吸收剂，可以选择采集时间不同的组分，样品保存长。但是吸附管采样不能同时采集性质差异较大的组分，特别是对挥发性较强的组分比如低碳，C3以下的组分吸附能力很弱，但是据文献报道C2化合物乙烷、乙烯和乙炔3组分占总挥发性有机物的三分之一以上，且乙烯、乙炔的臭氧生成潜势系数高，对臭氧生成贡献大，因此这种方法对环境空气VOCs的监测比较受限；另外对于高浓度样品存在穿透的可能，需要串联采样；对于吸附柱则存在中毒的可能。

3.3在线监测技术

和传统技术相比，在线监测技术的主要特点就是借助环路或浓缩管进行样品导入，样品气在微压环境下进行导入，之后借助活塞系统影响，短时间内进行样品气体压缩处理，直至获取足量样品气。被压缩的样品气体在短时间内同样会被加热脱离吸附，之后就需要在载气过程中进行有效分离。在分离期间工作人员可以借助电磁阀对色谱峰高度进行控制，此方法不仅能对分离效率进行提升，还可以实现对不同沸点物质的分离

4挥发性有机物检测的注意要点

4.1科学控制样品检测误差

对于最终的检测成果来说，其很容易在检测流程的各个环节中遭受外界因素的影响而造成较大误差，使得检测成果数据与真实数据存在过大偏差，可靠性不足，为了尽可能规避这一问题，相关人员在开展检测工作中，必须要严谨把控各个流程，确保其的规范性，并严谨将异样数据纳入分析数据范围，同时，针对实际剔除的无效或异常数据，需要进行而此检测，在根本上减少样品检测误差，有效提升检测数据精准性，为后续工作的开展奠定基础。

4.2全面控制采样与仪器设备误差

对于采样及仪器设备中可能造成的误差也需要重视，针对采样过程，还需要确保操作人员的处理标准符合检测规范的要求，且必须选择标准的实验室进行检测工作的开展，并且加大对于样品储运措施的优化，确保有效规避采样过程中人工操作因素、风速风量因素、污口断面问题或是储运不科学等问题的影响，确保样品检测数据的客观性与科学性。

结束语：

综上所述，环境检测工作中对于挥发性有机物的检测是十分重要的一项工作组成，相关人员需要结合实际情况以及检测需求进行最为适宜的收集与检测方法的选取，并严格把控检测工作中的各个环节，尽可能减少外界因素所带来的误差问题，提升检测质量与成果，为改善环境、保障人们生活健康提供强有力的支持，推动我国的可持续发展。

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