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大氣污染物檢測(cè)系列 | 淺談VOC的檢測(cè)
閱讀：1271 發(fā)布時(shí)間：2019-4-142017 年北京的冬天，當(dāng)大家準(zhǔn)備好了口罩、空氣凈化器，對(duì)霧霾嚴(yán)陣以待的時(shí)候，卻意外的發(fā)現(xiàn)它“爽約”了。這個(gè)冬天的北京，空氣有些出乎意料的好。除了天公作美外，更主要的原因是國(guó)家“十三五”規(guī)劃中的大氣污染防治計(jì)劃開(kāi)始生效了。
大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，下稱(chēng) 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(guó)的大氣污染物防治主要側(cè)重于 PM2.5 和臭氧兩個(gè)方面。在 PM2.5 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(cè)方案》（下稱(chēng)《方案》），《方案》中對(duì)進(jìn)行監(jiān)測(cè) VOC 的城市、監(jiān)測(cè)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)確的完成大氣中 VOC 的測(cè)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 101.32kPa 下，該化合物的沸點(diǎn)在 50-250 ℃，則為揮發(fā)性有機(jī)物。而環(huán)保意義上的定義，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(lèi)、鹵代烴類(lèi)、含氧/氮烴類(lèi)、低沸點(diǎn)的多環(huán)芳烴類(lèi)等。在環(huán)境空氣中，揮發(fā)性有機(jī)物主要來(lái)自燃料燃燒和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、汽車(chē)尾氣、光化學(xué)污染等。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)空氣中 VOC 的檢測(cè)儀器方法主要為氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法。檢測(cè)方式可分為離線(xiàn)采樣/實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和在線(xiàn)采樣檢測(cè)兩大類(lèi)。其中涉及的采樣方式主要為容器捕集法、固體吸附劑采樣法兩大類(lèi)。吸附劑又分為活性炭、擔(dān)體和熱脫附管等幾類(lèi)。使用吸附劑對(duì)空氣樣品富集采樣，具有方法檢出限較低、測(cè)定成本低的優(yōu)點(diǎn)，但存在采樣時(shí)間長(zhǎng)、吸附劑穿漏、解吸/解析效率低等缺陷。罐采樣/氣相色譜-質(zhì)譜法，具有采樣簡(jiǎn)單、可重復(fù)分析、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但購(gòu)置成本較高，并且采樣時(shí)需考慮高濃度樣品造成罐污染，以及環(huán)境濕度大時(shí)水對(duì)樣品中 VOC 的影響。下表列出了環(huán)境空氣中 VOC 檢測(cè)技術(shù)的分類(lèi)及使用的檢測(cè)儀器。
美國(guó) EPA 針對(duì)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)所涉及的方法主要包括：TO-1 方法采用 Tenax 吸附劑采樣 GC/MS 分析揮發(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。TO-14A 采用罐采樣氣相色譜法（或質(zhì)譜法）測(cè)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(cè)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(cè)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(xiàn)采樣 VOC 檢測(cè)方法。在線(xiàn)采樣檢測(cè)方法可參考美國(guó)《EPA PAMS臭氧前體物》。下表比較了常用 EPA 各標(biāo)準(zhǔn)方法的差異和適用范圍。
我國(guó)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(cè)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(cè)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(cè)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(jiǎn)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(cè)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(cè)定。