分析检测中大气VOCs浓缩富集的方法有哪些？

赵敏 0 2023-03-14

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大气环境中VOCs的分析已成为环境监测的重点项目。大气环境中VOCs的浓度一般很低，气相色谱、质谱等分析仪器直接进样往往无法满足检测要求，需要对样品进行离线或在线富集浓缩后再进样分析，以提高检测灵敏度。目前，分析检测中大气VOCs浓缩富集的方法有哪些呢？

挥发性有机物(VOCs)是可能对大气环境产生影响的一类化合物的总称，不同国家和组织对VOCs的定义不同。世界卫生组织(WHO)基于物理层面将其定义为熔点低于室温而沸点在50～260 ℃的挥发性有机化合物；

美国联邦环保署(USEPA)基于化学层面将其定义为除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何能参加大气光化学反应的含碳化合物；

欧盟2004/42/CE中的定义为在101.3 kPa标准压力下，任何初沸点低于或等于250 ℃的有机化合物；

2014年中国《城市大气挥发性有机物(VOCs)监测技术指南》中规定VOCs是指在常压下沸点低于260 ℃或常温下饱和蒸气压高于70.91 Pa的有机化合物。VOCs种类繁多，成分复杂，根据化学组成和结构的不同，可分为烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃和含氧有机物等5类。

对环境而言，VOCs是PM2.5和臭氧(O3)的重要前体物，是加剧全球变暖和大气污染的重要原因，与SOx、NOx和颗粒物一起被国家列为重点防控大气污染物，蒸发的烷烃、烯烃和芳香族化合物在适宜的气候条件下发生光化学反应，造成大气污染。对人体健康而言，大多数VOCs具有不同程度的毒性，部分VOCs甚至有致癌性。

为此，大气环境中VOCs的分析已成为环境监测的重点项目。大气环境中VOCs的浓度一般很低，气相色谱、质谱等分析仪器直接进样往往无法满足检测要求，需要对样品进行离线或在线富集浓缩后再进样分析，以提高检测灵敏度。

分析检测中大气VOCs浓缩富集的方法

目前已有的大气有机物浓缩采样的方法有4种：溶剂萃取法、低温冷冻法、化学反应衍生法和固体吸附剂法。溶剂萃取法是通过有机溶剂将目标化合物从吸附剂上洗脱后进入到检测器分析的预处理过程，但存在价格昂贵、耐溶剂性差以及吸附容量小、使用寿命短、重现性较差等缺点；

低温冷冻法是指使目标物进入到低温冷阱中，通过改变冷阱的温度实现冷冻富集，冷阱快速升温后通过载气吹扫进入到检测器中，容易受到水分的影响；

化学反应预浓缩法通常是一种选择性分析技术，不适合分析范围广泛的痕量成分。

固体吸附剂法是利用吸附剂吸附目标化合物并使其与样品基体分离，从而达到富集浓缩的目的，通过多种吸附剂合理的级配可以高效富集大气环境中的多种VOCs组分，且易于脱附进入到GC/GC-MS中，方便实现痕量或超痕量VOCs的检测，在大气环境VOCs监测中得到广泛应用，其优点是操作方便、没有溶剂峰，灵敏度高。

国际标准化组织(ISO)的标准方法ISO16017-1中规定了固体吸附剂泵采样/热脱附法用于环境空气中低浓度VOCs的采样和测定；

中国的行业标准HJ 734—2014 [10]中公布了《固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》；

行业标准HJ 583—2010 [11]中规定了《环境空气苯系物的测定固体吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》；

大气环境中的挥发性有机物浓度较低，直接检测具有一定的难度，通常需要进行预浓缩操作。固体吸附剂吸附-热脱附法作为一种高效、经济的VOCs预浓缩方法，在国内外已经得到了较为广泛的应用，所用到的吸附材料也成为VOCs检测领域的研究热点。下期我们与大家聊一聊VOCs吸附材料及其在大气监测中的应用研究进展！

责任编辑：展源

审　　核：何发