大氣污染物檢測之VOC檢測

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大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物 （ Volatile Organic Compounds，下稱 VOC ） 是導(dǎo)致城市灰霾和光化學(xué)煙霧的重要前體物。目前我國的大氣污染物防治主要側(cè)重于 PM 2.5 和臭氧兩個(gè)方面。在  PM 2.5 受控下降的同時(shí)，大氣中臭氧濃度在不斷上升，而作為臭氧前體物的VOC 是控制臭氧污染的關(guān)鍵因素。

近日，環(huán)保部印發(fā)了《 2018 年重點(diǎn)地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測方案 》（ 下稱《方案》），《方案》中對(duì)進(jìn)行 VOC 監(jiān)測的城市、監(jiān)測項(xiàng)目、時(shí)間頻次等都做了詳細(xì)的規(guī)定。因此，如何快速、準(zhǔn)確地完成大氣中 VOC 的測定，成為大氣污染防治方案的重點(diǎn)內(nèi)容。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，如果在氣壓 101.32 kPa 下，該化合物的沸點(diǎn)在 50 - 250 ℃ ，那這種化合物就是揮發(fā)性有機(jī)物。而在環(huán)保意義上，揮發(fā)性有機(jī)物一般指揮發(fā)和參加大氣光化學(xué)反應(yīng)從而構(gòu)成危害的化合物。其主要成分為烴類、鹵代烴類、含氧/氮烴類、低沸點(diǎn)的多環(huán)芳烴類等。在環(huán)境空氣中，揮發(fā)性有機(jī)物主要來自燃料燃燒和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)污染等。

目前，國內(nèi)外對(duì)空氣中 VOC 的檢測儀器方法主要為氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法。檢測方式可分為離線采樣/實(shí)驗(yàn)室檢測和在線采樣檢測兩大類。其中涉及的采樣方式主要為采樣罐法和固體吸附劑采樣法兩大類。使用吸附劑對(duì)空氣樣品富集采樣，具有方法檢出限較低、適用的待測濃度范圍寬、測定成本低等優(yōu)點(diǎn)；但存在吸附劑穿透風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)樣品組分具有選擇性缺點(diǎn)。罐采樣/氣相色譜-質(zhì)譜法，具有采樣簡單、可重復(fù)分析、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但購置成本較高，并且采樣時(shí)需考慮高濃度樣品造成罐污染的可能性，以及環(huán)境濕度大時(shí)，水對(duì)樣品中 VOC 的影響。下圖列出了環(huán)境空氣中 VOC 檢測技術(shù)的分類及使用的檢測儀器。

美國 EPA 針對(duì)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物檢測所涉及的方法主要包括： TO – 1 方法采用 Tenax 吸附劑采樣 GC / MS 進(jìn)行分析；TO - 2 方法采用碳分子篩吸附劑采樣 GC / MS 進(jìn)行分析。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， 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。 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。 TO - 14 、 TO – 15 和TO – 17 是較常用的離線采樣 VOC 檢測方法。在線采樣檢測方法可參考美國 《 EPA PAMS 臭氧前體物》 。

我國的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)則包括《 HJ 759 - 2015 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》和 《 HJ 644 - 2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測定 吸附管采樣-熱脫附 氣相色譜-質(zhì)譜法》。其中的 HJ 759 是參考 TO – 15 于 2015 年修訂的揮發(fā)性有機(jī)物檢測標(biāo)準(zhǔn)方法， HJ 759 使用罐采樣、冷阱低溫濃縮，GC/MS 進(jìn)行分析，方法簡單易行，便于推廣，因此 HJ 759 是這次《方案》中所引用的主要的 VOC 化合物的分析方法，除了部分低碳的 PAMS 不適合測定之外，其余的揮發(fā)性化合物均可以參考 HJ 759 用氣相色譜-質(zhì)譜法測定。

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