淺談TVOC色譜檢測過程中的影響因素

茹春紅

摘 要：空氣中TVOC的測定方法中引進(jìn)的熱解吸直接進(jìn)樣的氣相色譜法得到了廣泛的應(yīng)用，與早期的熱解吸后手動(dòng)進(jìn)樣的氣相色譜法相比，簡化了操作步驟，減少了操作過程中誤差。但是在按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行樣品測定時(shí)，仍然存在一些技術(shù)上規(guī)定不明確，對(duì)檢測過程有影響的各種因素。通過實(shí)驗(yàn)摸索出氣相色譜儀和熱解吸儀，配合使用的最佳條件參數(shù)，以達(dá)到分析靈敏度高，線性好，重復(fù)性好的技術(shù)要求?？刂芓enax-TA吸附管的活化溫度和活化時(shí)間，使吸附管的本底相同，對(duì)于殘留高的采樣管，必須停止使用。同一根采樣管不能長期反復(fù)使用，Tenax-TA吸附管使用過程中，破碎產(chǎn)生細(xì)小顆粒會(huì)堵塞氣路。采集回來的樣品應(yīng)密封保存，盡快分析，以免樣品在儲(chǔ)存過程中發(fā)生變質(zhì)。

關(guān)鍵詞：色譜檢測；條件；活化；儲(chǔ)存；吸附管

1 討論背景

通常在自然通風(fēng)的空曠室外，空氣中的污染物不會(huì)影響人們的身體健康，但隨著工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展，隨著人們居住條件的提高，家庭裝修普遍化，且為了節(jié)約能源，室內(nèi)通常處于密閉狀態(tài)，從而導(dǎo)致室內(nèi)污染物濃度過高，而影響人們身體健康。國家頒布的GB50325—2010（2013版）《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》），對(duì)室內(nèi)氨、甲醛、苯、TVOC、氡提出了具體的濃度限制，在實(shí)際檢測過程中由于TVOC中包含的污染物種類多，影響范圍廣，在此對(duì)其檢測過程的影響因素進(jìn)行簡要分析討論。

2 色譜檢測分析過程中的影響因素

2.1 氣相色譜儀條件參數(shù)的影響

氣相色譜儀的條件參數(shù)的設(shè)置直接影響峰形的好壞，峰面積的大小，峰分離的程度，進(jìn)而影響到檢測結(jié)果的靈敏度、穩(wěn)定性和線性寬度。

為了得到較好的峰形，載氣的純度不能忽視，一般分析要求純度達(dá)到99.9%，但對(duì)于靈敏度要求較高的檢測器來說，載氣的純度至少要達(dá)到99.995%以上。進(jìn)入色譜柱的載氣，要經(jīng)過安裝在載氣與儀器之間裝有5A分子篩的脫水阱，進(jìn)行脫水處理。載氣中即使只有少量氧氣也會(huì)損壞色譜柱，尤其是損壞有很少固定相的毛細(xì)管柱，因此一定要脫水阱后面安裝脫氧阱。

氣體的配比與流速的選擇，最佳的分離條件決定了載氣的最佳流速，根據(jù)載氣流速的選擇決定了氫氣的最佳流速，通過多次試驗(yàn)來確定最合適的氣流比。在FID檢測器中，空氣不僅能提供離子化的氧氣，還能帶走燃燒的產(chǎn)物，保持檢測器的清潔?？諝饬魉俚脑鰷p影響檢測的靈敏度，但當(dāng)流速達(dá)到一定值后，靈敏度將不隨空氣的增加而變化，基于這個(gè)原因，將靈敏度不再變化的空氣流速在增加50mL/min左右，對(duì)于ATC-6900型GC來說，通過實(shí)驗(yàn)氮?dú)溲醯呐浔葹?：1：10時(shí)能夠得到很好的峰形及分離效果。

對(duì)所有氣體需使用金屬管線，如果使用塑料管，空氣中的氧氣會(huì)滲透進(jìn)去，塑料中的塑化劑也會(huì)損壞色譜柱和檢測器。不能使用被油污染過的舊管子，因?yàn)樗鼈儠?huì)污染與儀器相連的氣體管線。

2.2 直接進(jìn)樣熱解吸條件的影響

采回來的樣品，只有通過熱解吸儀的充分解吸，直接進(jìn)樣到色譜儀中，減少中間環(huán)節(jié)，減少樣品損失，控制好解吸儀的各項(xiàng)條件，才能得到更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

解吸溫度：與欲測組分的沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性和吸附劑的熱穩(wěn)定性有關(guān)。熱解吸溫度低可能會(huì)使樣品中組分解吸不完全，回收率低，管中殘存量大；熱解吸溫度太高可能會(huì)使某些組分對(duì)熱的不穩(wěn)定性而引起回收率低。同時(shí)受吸附劑熱穩(wěn)定性的限制，Tenax-TA吸附劑在350℃以上就會(huì)不同程度地分解或裂解，所以，一般常用的解吸溫度280～300℃，活化時(shí)可達(dá)到330～350℃。

解吸時(shí)間：解吸前加熱過程的時(shí)間，取決于待測組分與基體之間作用力的大小（小短大長）、樣品顆粒的粗細(xì)（粗短細(xì)長）。對(duì)于60目～80目的Tenax-TA吸附劑，一般是2～5min，解吸進(jìn)樣時(shí)間不宜過長，一般30s左右，否則會(huì)導(dǎo)致色譜峰大大加寬。

解吸氣流速：解吸進(jìn)樣過程中，載氣流速大小對(duì)靈敏度有影響，一般是載氣的流速越快，越有利于熱解吸，所以不宜過慢，但受毛細(xì)管柱容量的限制，—般100ml/min為宜。因儀器、色譜條件、人員等不同，最佳實(shí)驗(yàn)條件還要在實(shí)驗(yàn)中確定。

解吸管安裝密封：若樣品解吸管安裝密封不好，在樣品熱解吸時(shí)會(huì)出現(xiàn)吸附組分的逸出和漏氣流失，因此要增加樣品熱解吸時(shí)的漏氣報(bào)警功能，保證樣品熱解吸時(shí)不漏氣，避免無謂進(jìn)樣。

2.3 采樣管的活化溫度應(yīng)高于解吸溫度

對(duì)吸附管的處理，吸附管應(yīng)在高溫下用惰性氣體（此處用氮?dú)猓┘訜徇M(jìn)行活化處理，并將活化好的吸附管置于密封干燥器中存放，只有保證吸附管活化時(shí)間、活化溫度、封存條件一致，才可以忽略未采樣管特殊性帶來的影響，因此進(jìn)行充分活化是非常必要的。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可知在330℃，活化30min時(shí)響應(yīng)值為零，滿足《規(guī)范》的要求，因此活化溫度設(shè)置應(yīng)高于300℃的解吸溫度，但也不能超過Tenax-TA吸附管的最高使用溫度，也不用設(shè)置過高的溫度造成不必要的能源浪費(fèi)。操作時(shí)應(yīng)注意活化30min后，從加熱爐中取出吸附管后，還應(yīng)當(dāng)保持繼續(xù)通氮?dú)庵敝廖焦苓_(dá)到室溫，取下密封至于干燥器內(nèi)保存。

2.4 Tenax-TA吸附管采樣后的儲(chǔ)存

采樣結(jié)束后，應(yīng)封閉采樣管的兩端，做好標(biāo)識(shí)，放入可密封的金屬或玻璃容器中，樣品在此條件下可保存14d。原因是即使在密封的條件下，外界空氣中的污染物也會(huì)慢慢擴(kuò)散進(jìn)去，Tenax-TA多孔高分子聚合物和吸附采集的樣品在放置過程中，受熱、光的作用與空氣中的氧、臭氧、氧化氮反應(yīng)可能會(huì)有微量的氧化和分解，使檢測結(jié)果偏低。因此采回的樣品樣品，不僅要密封保存，而且要在可保存的期限內(nèi)盡快分析。

2.5 Tenax-TA吸附管反復(fù)使用過程中的影響

《規(guī)范》中規(guī)定Tenax-TA吸附管中填裝200mg粒徑60～80目的Tenax-TA吸附劑，但在吸附管使用過程中反復(fù)加熱和冷卻，吸附材料可能會(huì)破碎產(chǎn)生一些細(xì)小顆粒，這樣在30min的反吹過程中，細(xì)小顆粒從吸附管中被吹出進(jìn)入解吸氣路以及六通閥，細(xì)小顆粒的堆積會(huì)逐漸堵塞氣路，導(dǎo)致分析結(jié)果偏低甚至不出峰。然而，僅僅更換氣路連接管并不能解決這一問題，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)在Tenax-TA吸附管反吹出氣口一端加墊一層小于60目的不銹鋼網(wǎng)，對(duì)可能吹出的細(xì)小顆粒進(jìn)行過濾和攔截，可減少氣路堵塞，保證了分析檢測的準(zhǔn)確性。

再有采樣管反復(fù)使用多次后，空氣中的顆粒物和一些在解吸條件下難解吸的組分會(huì)殘留在管內(nèi)，這些物質(zhì)會(huì)使采樣管的本底升高，也有可能破壞高分子樹脂，出現(xiàn)多余的鬼峰，標(biāo)準(zhǔn)中也沒有規(guī)定采樣管的使用次數(shù)，這樣就有必要對(duì)活化好的采樣管的本底值進(jìn)行批量抽樣檢測，如果出現(xiàn)活化不掉的干擾峰、鬼峰，此采樣管就不能繼續(xù)使用了。

在室內(nèi)環(huán)境污染物TVOC檢測工作中，通過不斷的實(shí)踐，檢測方法得到了逐步完善更易于操作。但TVOC檢測的影響因素很多，在實(shí)際工作中通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)找出最佳的實(shí)驗(yàn)條件，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)的問題，通過多觀察，多思考，勤實(shí)踐，將這些影響因素管理和控制起來，將不利影響降到最低，不斷的提高檢測的能力和水平，保證檢測結(jié)果的質(zhì)量，為社會(huì)提供準(zhǔn)確、科學(xué)的檢測數(shù)據(jù)。