据研究,大气中有600多种挥发性有机化合物,具有浓度低、活性强的特点,对大气环境造成严重污染,也是Z讨厌的污染;水中有2000多种挥发性有机化合物,其中200多种对人体有害;土壤中的挥发性有机化合物具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性等复杂特征,可在土壤中长期积累,滞留在土壤中或通过挥发扩散进入空气和水中,对环境造成极大危害。
据研究,大气中有600多种挥发性有机化合物,具有浓度低、活性强的特点,对大气环境造成严重污染,也是Z讨厌的污染;水中有2000多种挥发性有机化合物,其中200多种对人体有害;土壤中的挥发性有机化合物具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性等复杂特征,可在土壤中长期积累,滞留在土壤中或通过挥发扩散进入空气和水中,对环境危害极大。
在大气VOCs监测中,传统的主要方法有GB11737-1989居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法、HJ644-2013环境空气挥发性有机化合物测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法、HJ645-2013环境空气挥发性卤代烃测定活性炭吸附-二硫化碳解吸气相色谱法等。
水中VOCs监测主要包括HJ639-2012水质挥发性有机化合物的测定吹扫捕集/气相色谱-质谱法、HJ686-2014水质挥发性有机化合物的测定吹扫捕集/气相色谱法、HJ620-2011水质挥发性卤代烃的测定顶空气相色谱法;
土壤中的VOCs监测主要包括HJ605-2011土壤和沉积物挥发性有机化合物的测定、吹扫捕集/气相色谱一质谱法和HJ642-2013土壤和沉积物挥发性有机化合物的顶空/气相色谱一质谱法。
气相色谱VOCs分离和检测方法有气相色谱GC),具有效率高、速度快、监测范围广、灵敏度高等优点,是分析VOCs的重要手段之一。氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、光离子化检测器(PID)和质谱检测器(MSD)通常用于检测器。
1)GC/FID、氢火焰离子化检测器(FID)是一种常用的气相色谱Z检测器,具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性好、响应快等优点,广泛应用于挥发性碳氢化合物和许多含碳有机物的检测;
2)GC/MSD改善了气相色谱定性的局限性,因为它具有更高的灵敏度、更强的定性能力和提供相对分子质量和结构信息的优点。现在气相色谱-质谱法(GC/MS)越来越广泛地应用于环境中的VOCs检测。
3)此外,飞行时间质谱(TOF/MS)、全二位气相色谱(GCxGC)、串联质谱(TandemMS、MS/MS)因其灵敏度高、速度快、精度高等优点,已应用于环境中的VOCS检测,但由于价格昂贵,普通气相色谱(GC)和气相色谱-质谱(GC/MS)仍然是当前环境中VOCS的主要分析方法。
在国外,特别是美国,空气中挥发性有机化合物的仪器方法主要是气相色谱法和气相色谱质谱法。采样方法主要是容器采集法和固体吸附剂采样法。吸附剂分为活性炭、担体(又称载体)和热脱附管。美国环境保护署(EPA)编制了《环境空气中挥发性有机化合物分析方法》(第二版,1999年)的标准方法体系。
To-1方法采用Tenax吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对80~200℃沸点的挥发性有机物;
TO-2法采用碳分子筛吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对碳分子数少、沸点-15~120℃的非极性和非活性挥发性有机物。
TO-14A采用罐采样和气相色谱法(或质谱法)测量环境空气中的挥发性有机物,主要针对42种常见的挥发性有机物。该方法采用渗透膜除水,除水时会损失一些极性化合物,对罐的惰性处理要求不高。
TO-15采用罐式采样和气相色谱-质谱法测定环境空气中挥发性有机物,目标化合物较多,有97种,减少了水溶性VOCs的损失。大多数挥发性有机物可以分析。
TO-17通过吸附热解析测定环境空气中的挥发性有机物。
我国环境空气中挥发性有机物的监测分析方法主要是吸附剂采样、溶剂洗脱、气相色谱分析,多为单组分分析,检测限度较高。国内相关监测分析方法见下表。
我国早期的分析方法大多是固体吸附剂吸附溶剂解吸气相色谱法。吸附剂对空气样品有丰富的作用。该方法的检测限制相对较低,测量成本较低,但存在采样时间长、吸附剂泄漏、解吸/分析效率和二次污染等缺陷。随着2015年颁布的《环境空气挥发性有机化合物测定罐采样气相色谱-质谱法》(HJ759-2015),我国开始采用内壁惰性处理的不锈钢罐采集环境空气样品,经冷陷阱浓缩和热分析后进入色谱分离和质谱探测器检测。采样和分析方法正逐渐与国际先进方法相一致。