環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)及分析方法

摘要：近些年來(lái)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展極為迅速，對(duì)推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的作用。但在發(fā)展過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物，嚴(yán)重威脅著環(huán)境和人體健康。本文主要介紹環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域監(jiān)測(cè)分析大氣和水體中揮發(fā)性有機(jī)物的一些方法和手段。

關(guān)鍵詞：環(huán)境；揮發(fā)性有機(jī)物；監(jiān)測(cè)；分析方法

中圖分類號(hào)：X830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0146-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.086

Monitoring and analysis of volatile organic compounds in the environment

Lin Lin

（Longgang District Environmental Monitoring Station， Shenzhen Guangdong 518172，China）

Abstract： In recent years，industry，agriculture，chemical industry and other industries have developed very rapidly，which has a great effect on promoting the development of national economy.However，in the process of development，it will produce a large number of volatile organic compounds，which seriously threaten the environment and human health.This paper mainly introduces some methods and means of monitoring and analyzing volatile organic compounds in the atmosphere and water in the field of environmental monitoring.

Keywords： Environment；Volatile organic compounds；Monitoring；Analytical methods

揮發(fā)性有機(jī)物在環(huán)境中普遍存在且種類眾多、成分復(fù)雜，此類化合物蒸氣壓大、水溶性低，因此流動(dòng)性較大，會(huì)對(duì)大氣、水體、土壤均構(gòu)成一定的污染。大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物有異味且有毒，并對(duì)人體有“三致效應(yīng)”；具有光化學(xué)活性，會(huì)引發(fā)城市灰霾、光化學(xué)煙霧、臭氧污染等環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人體乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)危害巨大。揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)分析與控制治理是現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)工作重點(diǎn)之一。

1 環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物概述

揮發(fā)性有機(jī)物（簡(jiǎn)稱VOCs）根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）定義是指在常溫下，沸點(diǎn)50～260℃的各種有機(jī)化合物。VOCs是一類有機(jī)化合物總稱，如果人體長(zhǎng)時(shí)間攝入這類污染物，會(huì)造成致癌、致突變、致畸等危害[1]。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度上分析，VOCs 主要分為非甲烷碳?xì)浠衔铮ㄍ闊N、烯烴、炔烴、芳香烴）、鹵代烴類、含氧有機(jī)化合物（醛、酮、醇、醚等）、含氮有機(jī)化合物（胺類、氰類、腈類等）、含硫有機(jī)化合物（硫醇、硫醚）等五類。這些物質(zhì)的來(lái)源主要有工業(yè)生產(chǎn)，如石油化工、包裝印刷、制藥工業(yè)等；燃料燃燒和交通運(yùn)輸所產(chǎn)生的汽車尾氣、工業(yè)廢氣、光化學(xué)污染等；工業(yè)廢水等。大氣中存在有600多種VOCs ，具有濃度低、活性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，也是大家最深惡痛決的污染；據(jù)統(tǒng)計(jì)，水體中所含有的VOCs 已超過(guò)2000 種，其中200多種對(duì)人體有害；土壤中的VOCs 具有隱蔽性、潛伏性、不可逆性等復(fù)雜特征，可在土壤中長(zhǎng)期累積，在土壤中滯留或通過(guò)揮發(fā)擴(kuò)散等進(jìn)入空氣、水體中，對(duì)環(huán)境造成極大危害。

2 環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)及分析方法

揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)環(huán)境以及人體健康構(gòu)成極大的威脅，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)，在不同環(huán)境下的揮發(fā)性有機(jī)物所采用的檢測(cè)分析方法也有所不同。在大氣VOCs 監(jiān)測(cè)中，主要有《GB11737—1989 居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法氣相色譜法》《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》《HJ 645-2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性鹵代烴的測(cè)定 活性炭吸附-二硫化碳解吸氣相色譜法》等方法；水體中VOCs 監(jiān)測(cè)，主要有《HJ 639-2012 水質(zhì) 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法》《HJ 686—2014水質(zhì)揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吹掃捕集/氣相色譜法》《HJ 620—2011水質(zhì)揮發(fā)性鹵代烴的測(cè)定 頂空氣相色譜法》等方法；土壤中VOCs 監(jiān)測(cè)，主要有《HJ 605—2011土壤和沉積物揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吹掃捕集/氣相色譜一質(zhì)譜法》和《HJ 642—2013土壤和沉積物揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 頂空/氣相色譜一質(zhì)譜法》等方法。

揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)方法眾多，具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的方法，從而提供準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)常規(guī)VOCs 分離與檢測(cè)方法常用的有氣相色譜法（GC），該方法具有效率高、速度快、監(jiān)測(cè)范圍廣、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，是分析VOCs 的重要手段之一。檢測(cè)器通常使用氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）、光離子化檢測(cè)器（PID）和質(zhì)譜檢測(cè)器（MSD）。GC/FID，氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）是一種通用型檢測(cè)器，是氣相色譜中最常用的檢測(cè)器，具有靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性好、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于揮發(fā)性碳?xì)浠衔锖驮S多含碳有機(jī)物的檢測(cè)；GC/MSD，由于質(zhì)譜具有更高的靈敏度，較強(qiáng)的定性能力以及能夠提供相對(duì)分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息等優(yōu)勢(shì)，改善了氣相色譜定性的局限性，現(xiàn)在氣相色譜-質(zhì)譜法（GC/MS）越來(lái)越廣泛被應(yīng)用于環(huán)境中VOCs 的檢測(cè)。此外，飛行時(shí)間質(zhì)譜（Time of Flight Mass Spectrometer，TOF/MS）、全二位氣相色譜（Comprehensive two-dimensional GC，GCxGC ）[2]、串聯(lián)質(zhì)譜（Tandem MS，MS/MS）由于其高靈敏度、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)越性，已被應(yīng)用于環(huán)境中VOCs檢測(cè)，但由于價(jià)格昂貴，普通氣相色譜法（GC）和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC/MS）仍是目前環(huán)境中VOCs的主要分析方法[3]。

環(huán)境中VOCs濃度很低，比如水體中VOCs濃度通常處于ng/L或ug/L的水平，遠(yuǎn)低于GC直接進(jìn)樣的儀器檢出限，因此，環(huán)境中VOCs檢測(cè)除儀器分析方法的選擇外，最重要的還在于對(duì)環(huán)境樣品有效的前處理富集。目前環(huán)境中VOCs常見(jiàn)的前處理富集方法有：溶劑解吸法、低溫預(yù)濃縮-熱解吸法、液-液萃取（LLE）、吹掃捕集（P&T;）、靜態(tài)頂空（SHS）、固相微萃?。⊿PME）等方法。其中最常用的是溶劑解吸法、P&T;和熱脫附 （TD）法。其中吹掃捕集適用于易揮發(fā)、非極性的有機(jī)物前處理富集。該方法是US EPA Method 502.2推薦方法，適用于不同水源水中VOCs 的前處理富集，與GC/MS聯(lián)用是目前水體中VOCs檢測(cè)的首選方法[4]。

3 總結(jié)

環(huán)境樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物其成分極其復(fù)雜，不同類型化合物性質(zhì)各異，對(duì)環(huán)境中VOCs的監(jiān)測(cè)和分析，應(yīng)根據(jù)硬件條件、操作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)選擇前處理以及分析方法，開(kāi)展分析測(cè)試工作，使獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王麗琴，李博偉，黃宇，何世恒，薛永剛，曹軍驥.環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)及分析方法[J].地球環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，7（02）：130‐139+182.

[2]王瑛，徐曉斌，毛婷等.大氣有機(jī)物熱脫附-全二維氣相色譜-火焰離子化分析方法[J].中國(guó)科學(xué)（化學(xué)）， 2012，42（2）：164-174.

[3]李哲民.環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定方法探討[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2012（7）：54-58.

[4]Chary N S，F(xiàn)ernandez-Alba A R.Determination of volatile organic compounds in drinking and environmental waters[J].Trends in Analytical Chemistry，2012（32）：60-75.

收稿日期：2018-05-02

作者簡(jiǎn)介：林琳（1981-），女，本科，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)分析。