環(huán)境檢測中揮發(fā)性有機物檢測方法研究

陳利群，聶美霞，張 婷，周 彬

(嘉興求源檢測技術(shù)有限公司，浙江 嘉興 314000)

大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機化合物的含量一般都很低，但有機化合物的組成卻非常復(fù)雜。因此，為了獲得更準確的質(zhì)量檢測結(jié)果，實驗室人員必須改善實驗條件，選取更高精度的儀器，采用更為嚴謹?shù)膶Σ?，使?shù)據(jù)具有更高的參考價值。在全世界科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下，新的科學成果不斷涌現(xiàn)，站在一個新的起點上，環(huán)境檢測中揮發(fā)性有機化合物檢測方法的水平也有了很大的發(fā)展，科研人員的研究工作也應(yīng)該更加深入。

1 檢測揮發(fā)性有機物的方式

1.1 環(huán)境檢測中VOCs的樣品采集

在進行成分鑒定時，空氣中VOCs樣品的采集環(huán)節(jié)具有基礎(chǔ)性作用。在大氣環(huán)境中，VOCs的含量不多，具有易揮發(fā)性，且成分復(fù)雜。在此情況下，研究人員應(yīng)在尊重實際情況的基礎(chǔ)下，仔細選擇采樣方法，為后續(xù)測定工作能有效快速地實施且獲得有價值的信息提供保障。

1.1.1 采樣方法介紹

VOCs采樣方法有直接采樣、動力采樣、被動式采樣三種類別。以直接采樣法為例，這種方法包含了聚合物袋法、玻璃容器法、不銹鋼采樣罐補集法等。聚合物袋法的好處在于其不僅操作簡單，不只局限于專業(yè)人員，而且使用效果非常好，成本也十分低廉，但在滲透過程中可能會帶來不可忽視的樣品泄露，并且會缺失很多樣品成分，從而造成嚴重的環(huán)境污染。樣品裝在玻璃容器里，清潔過程較為繁瑣，所以需要研究人員非常專注和細心。清洗步驟也較為專業(yè)，需要采樣人員具備上崗資質(zhì)。同時，容器采用玻璃材質(zhì)會使得體積較大，而且極易產(chǎn)生破裂狀況，存在一定局限性，因此它在儲存和運輸上有非常嚴格而細致的保護要求。有一點值得注意，由于針筒的特點，樣品存儲在其中可能會有所損失，因為筒壁內(nèi)部有極大的可能性會附著目標化合物，從而使得樣品的含量嚴重損失。不銹鋼采樣罐捕集法是美國EPA所認可的較多使用的方式。這種方法更常被用于研究非極性物質(zhì)組成的實驗上，以避免吸附劑使用過程中出現(xiàn)棘手問題，或影響分析過程和分析結(jié)果。值得一提的是，為了更好地保持樣品的完整性，這種方法是非常合適，它使用滲透或光來保持所采集樣品的穩(wěn)定性，從而提高了回收率。但它也有價格較高的缺點，并且在清洗容器的環(huán)節(jié)需要研究人員十分專注，在制作和準備標本的時候，也需要投入極大的注意力，因此會耗損大量的時間成本。

一般而言，利用吸附采樣方法測定VOCs更適用于室外環(huán)境，吸附劑要求擁有吸附量大、收集迅速且化學性質(zhì)穩(wěn)固等特點，通常情況下在正常溫度里不會與另外的物質(zhì)發(fā)生相互作用。吸附劑分為有機和無機兩個類別，第二種里最多出現(xiàn)的是具有表面積大、吸附能力好等特征的活性炭等，這類吸附劑熱穩(wěn)定性好，但是它們有時也可能發(fā)生無法改變的分離解散，又或者發(fā)生不可逆的吸附作用，例如當脫附不完全或者利用極性化合物時。通常來說，吸附劑擁有較強的吸水性，但若是對樣品采取熱解吸附，F(xiàn)ID檢測器可能會滅火，原因在于活性炭吸附的水分。因此選擇活性炭時，不應(yīng)偏向選擇那些會生成水分的方式，從而使得實驗獲得更好的反應(yīng)效果。熱解析是一個好的選擇。線下應(yīng)優(yōu)先選擇二硫化碳或是二氯甲烷溶解劑解析法。一般而言，粒狀活性炭與粉狀活性炭皆存在使用周期不長、再生效益低、容易對系統(tǒng)造成損害這些特點。這些年來，相關(guān)的科研人員不斷對活性炭進行深入的科研活動，研發(fā)出各種效益更高、反映效果更好的活性炭材料，實現(xiàn)了活性炭材料研發(fā)領(lǐng)域的巨大進步，并對之前的方式進行了極大的完善。在這之中，將活性炭有機纖維進行化學處理，因此其纖維性能最為優(yōu)秀，使其吸附能力大為增強?？偠灾?，不管采用哪種采集方法，都有各自的優(yōu)缺點，所以相關(guān)人員在采集過程中需仔細思考，避免出現(xiàn)諸如VOCs揮發(fā)與反應(yīng)等損失極大的棘手問題。同時，科研人員可以在反應(yīng)環(huán)境上多做改進，提高樣品采集與存放條件的水平[1]，其中應(yīng)關(guān)注風速、溫度等因素。為了提升其吸附效率，應(yīng)特別關(guān)注揮發(fā)性物質(zhì)的易揮發(fā)性。

1.1.2 樣品預(yù)處理的方式

樣品預(yù)處理是檢測中極為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。有幾種使用頻率較高的方式，例如溶劑解析法、固相微萃取法等。在使用溶劑解析法時，CS2解析溶液使用頻率最高，采用這種方法解析出的溶液比樣品所需的容器更大，所以解析靈敏度常常會受到影響。在采取這種方法的同時，會富集環(huán)境中收集到的樣品，因此樣品分析結(jié)果會產(chǎn)生一些大的誤差，降低最終結(jié)果的價值。技術(shù)人員更偏愛運用熱解析方法，因為它具有更多優(yōu)點，比如說效果更優(yōu)、反應(yīng)更靈敏、可回收再次利用的效益高，這都使它超越了溶劑解析法的功效。但它也有一些不足，首先它無法重復(fù)分析，因此樣品回收率較低。而固相微萃取法有操作輕松的優(yōu)勢，并且不要求配備大量的溶劑，成本較低，但它依然存在檢測步驟比較繁瑣的不足，可能使得試驗的重現(xiàn)性變差，被分析物散失明顯。綜上所述，不同的分析方法都有各自的優(yōu)點和缺點，效果也不可能是完美的，這就要求相關(guān)技術(shù)人員增強創(chuàng)新能力，促進技術(shù)的改良升級，彌補傳統(tǒng)技術(shù)的不足。

1.2 環(huán)境檢測中的VOCs分析

環(huán)境VOCs分析有多種常用方法。其中，氣相色譜法取得了最為快速的發(fā)展，該方法檢測精準，性價比高，因而應(yīng)用廣泛，也獲得了很多好評，研究人員可將其應(yīng)用于一些具體的研究分析當中。氣相色譜法的優(yōu)點在于成效好、效率高，且選擇能力強，分析速度快等。氣相色譜分析的檢測器包括火焰離子化檢測器（FID）和電子捕獲檢測器（ECD）。該方法具有更好的分析能力，對未進行分離的色譜峰反應(yīng)快速，能夠更好地鑒定其性質(zhì)，因此在痕量物質(zhì)檢測中最為常用。當今社會，科學技術(shù)得到飛速發(fā)展，推動了氣相色譜法操作流程的完善升級，使其能夠?qū)旌虾蟮奈矬w采取更加有效的檢驗與測試并開展進一步的研究分析，因而得出的結(jié)論精確性較高，參考性較好。

1.3 VOCs所使用的技術(shù)

飛行時間質(zhì)譜技術(shù)、傅里葉變換紅外光譜技術(shù)、激光光譜技術(shù)等這幾種技術(shù)都屬于VOCs在線監(jiān)測方法的范疇之內(nèi)，雖然其在技術(shù)投入使用時成效顯著，但是依然具有很多局限性，例如某些監(jiān)測技術(shù)要求機器和材料的材質(zhì)較好，因此價格偏高，同時占用的空間過大，而且不容易維護。值得注意的一點是，雖然調(diào)諧激光吸收光譜在線監(jiān)測技術(shù)具有顯著的優(yōu)點，也得到了較好的用戶評價，但在技術(shù)開發(fā)方面，它依然有一些不足之處，同時某些限制性因素還會影響用戶的使用，對檢測工作的開展產(chǎn)生不利的影響。在檢測VOCs方面，氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法精確率很高，但同樣的，在使用時存在著一些技術(shù)層面上的不完善，例如監(jiān)測分析結(jié)果不準確、復(fù)雜度高的樣品所需要的預(yù)處理的時間和物質(zhì)成本都較高等。另外，裝配和轉(zhuǎn)移樣品的過程也需要特別注意，因為具有容易損壞的特點，所以在運輸過程中一定要配備專業(yè)人員，否則樣品很容易損壞，這不僅導致了最終檢測結(jié)果難以達到預(yù)期的效果，還會在很大程度上對樣品檢測數(shù)量造成影響，所以在這一方面，時間和物質(zhì)成本的投入極大[2]。總之，在社會的不斷發(fā)展過程中，人們必須適應(yīng)技術(shù)變革的需求，要深入研究并加強創(chuàng)新能力，這樣才能不斷提高環(huán)境檢測的精確性和準確性。

2 我國適用的檢測方法

在對樣品進行具體分析的過程中，實驗室較為常用的檢測方法是氣相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法，兩者都是基于利用富集空氣中的低濃度VOCs的原理實施的，使其含量在達到固定的檢測標準后，保障測定結(jié)果具有更好的參考價值，從而在環(huán)境VOCs成分檢測中獲得更好的測定結(jié)果。這兩種檢測方法的優(yōu)點是對環(huán)境的適用性較為優(yōu)良，原因在于，樣品采集和富集皆使用了罐采樣／冷凍預(yù)濃縮法，從而使其擁有更好的成果[3]。但這類檢測方法也有缺點，首先是需要非常大的設(shè)備方面的投入，同時它還要求配備使用液態(tài)氮，這在部分地區(qū)難以獲取。

3 結(jié)論

如今，隨著科學技術(shù)越來越快地發(fā)展，揮發(fā)性有機化合物含量的檢測技術(shù)也變得越來越專業(yè)，如GC和GC-MS、HPLC相比，這種樣品的檢測方法更準確。同時，人們應(yīng)提高揮發(fā)性有機化合物檢測對環(huán)境的有效性和應(yīng)用性，還要重視環(huán)境治理工作。因此，相關(guān)人員在進行這類實驗的過程中，應(yīng)注意以保護生態(tài)環(huán)境、居民生活環(huán)境為目標，在進行更好地控制的前提下，盡量避免誤差，提高數(shù)據(jù)的精確度。揮發(fā)性有機化合物的檢測實驗為今后的相關(guān)工作提供了更多新的、有效的思路，從而能更好地為我國資源工作作出貢獻。