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大氣污染物檢測系列 | 淺談VOC的檢測
閱讀：1222 發(fā)布時間：2019-4-142017 年北京的冬天，當大家準備好了口罩、空氣凈化器，對霧霾嚴陣以待的時候，卻意外的發(fā)現(xiàn)它“爽約”了。這個冬天的北京，空氣有些出乎意料的好。除了天公作美外，更主要的原因是國家“十三五”規(guī)劃中的大氣污染防治計劃開始生效了。
大氣中的揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，下稱 VOC） 是導致城市灰霾和光化學煙霧的重要前體物。目前我國的大氣污染物防治主要側(cè)重于 PM2.5 和臭氧兩個方面。在 PM2.5 受控下降的同時，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 年重點地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物監(jiān)測方案》（下稱《方案》），《方案》中對進行監(jiān)測 VOC 的城市、監(jiān)測項目、時間頻次等都做了詳細的規(guī)定。因此，如何快速、準確的完成大氣中 VOC 的測定，成為大氣污染防治方案的重點內(nèi)容。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，如果在氣壓 101.32kPa 下，該化合物的沸點在 50-250 ℃，則為揮發(fā)性有機物。而環(huán)保意義上的定義，揮發(fā)性有機物一般指揮發(fā)和參加大氣光化學反應(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、低沸點的多環(huán)芳烴類等。在環(huán)境空氣中，揮發(fā)性有機物主要來自燃料燃燒和交通運輸產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學污染等。
目前，國內(nèi)外對空氣中 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/實驗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、擔體和熱脫附管等幾類。使用吸附劑對空氣樣品富集采樣，具有方法檢出限較低、測定成本低的優(yōu)點，但存在采樣時間長、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，具有采樣簡單、可重復(fù)分析、高靈敏度等優(yōu)點，但購置成本較高，并且采樣時需考慮高濃度樣品造成罐污染，以及環(huán)境濕度大時水對樣品中 VOC 的影響。下表列出了環(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 針對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機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 分析揮發(fā)性有機物；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)性有機物。TO-17 采用吸附熱解析測定環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物。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》。下表比較了常用 EPA 各標準方法的差異和適用范圍。
我國的環(huán)境標準則包括《HJ 759-2015 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機物的測定 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)性有機物檢測標準方法，HJ-759 使用罐采樣、冷阱低溫濃縮，GC/MS 進行分析，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。