挥发性有机物(VOCs)是大气环境中一类重要污染物,参与臭氧和二次气溶胶的形成,对区域性大气污染具有重要影响。准确测定环境空气中的VOCs浓度对于环境管理、污染源控制和环境规划至关重要。目前,我国针对环境空气中VOCs的测定已建立多种标准方法,主要包括罐采样/气相色谱-质谱法、吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法等技术。
罐采样/气相色谱-质谱法(HJ 759-2023)
罐采样/气相色谱-质谱法是当前测定环境空气中VOCs的重要方法之一,最新修订的《环境空气65种挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法》(HJ 759-2023)对此方法进行了技术细节的细化和完善。
该方法适用于环境空气和无组织排放监控点空气中65种挥发性有机物的测定。采样时使用经过惰性化处理的不锈钢罐采集空气样品,取样体积通常为300ml。样品经低温预浓缩后,通过气相色谱-质谱联用仪进行分析。
HJ 759-2023标准的主要技术特点包括:
1. 扩展了适用范围,增加了对无组织排放监控点空气的测定
2. 完善了采样技术要求,增加了对标准使用气的加湿要求(相对湿度为50%)
3. 增加了选择离子监测(SIM)方式及该模式下的方法性能指标
4. 增加了非液氮制冷浓缩方式的方法性能指标
在全扫描(Scan)模式下,目标化合物的方法检出限为0.2-2.0μg/m³,测定下限为0.8-8.0μg/m³;在选择离子监测(SIM)模式下,检出限可达0.1-0.2μg/m³,测定下限为0.4-0.8μg/m³。
吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法(HJ 644-2013)
吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法是另一种常用的VOCs测定方法,依据HJ 644-2013标准执行。
该方法采用固体吸附剂(如Tenax TA或Tenax GC)富集环境空气中的挥发性有机物。采样时,将吸附管与采样泵连接,调节适当流量采集空气样品。采样后,吸附管两端需密封保存,样品可保存14天。
分析时,将吸附管安装在热解吸仪上加热,使有机化合物从吸附剂上解吸,经载气带入气相色谱-质谱仪。色谱分析通常使用非极性石英毛细管柱,通过保留时间定性,外标法或内标法定量。
该方法适用于浓度范围在0.5μg/m³至100mg/m³之间的空气中VOCs测定,具有操作简便、重复性好等优点。
其他测定方法
除上述两种主要方法外,环境空气中VOCs的测定还包括以下几种技术:
1. 气相色谱-火焰离子化检测法(GC-FID):适用于非甲烷总烃等VOCs的测定,具有操作简便的特点。
2. 光离子化检测法(PID):操作简便快捷,适用于现场快速筛查。
3. 傅里叶变换红外光谱法(FTIR):具有强大的分子识别能力,可在复杂基质中快速筛选目标化合物。
4. 在线气相色谱-飞行时间质谱法(PCGC-TOF):适用于环境空气中C2-C12挥发性有机化合物的连续实时在线监测,可同时分析117种VOCs。
方法选择与质量控制
在实际应用中,应根据监测目的、目标化合物种类和浓度水平选择合适的测定方法。罐采样法适合测定沸点较低的VOCs,而吸附管法则更适合较高沸点的化合物。
质量控制是确保数据准确可靠的关键环节,包括:
- 使用经过认证的标准气体进行仪器校准
- 定期进行空白实验和加标回收实验
- 严格控制采样和分析条件
- 参与实验室间比对和能力验证
随着技术进步,VOCs监测方法正朝着更高灵敏度、更宽检测范围和更便捷操作的方向发展。未来,更多先进技术如高分辨质谱、传感器阵列等有望应用于环境空气VOCs监测领域。
注:本文内容综合参考了生态环境部发布的标准文件及相关技术文献。