挥发性有机物的气相色谱分析研究

钱 津 旺

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖 655000）

挥发性有机物的气相色谱分析研究

钱 津 旺

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖 655000）

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）是强挥发性有机化学物质的总称，挥发性有机物在常温下，是一种逸散性排放的物质，对空气和环境的污染比较严重，对人体的健康也会产生极大的威胁。挥发性有机物主要来源石油化工产品、汽车尾气、化学溶剂、涂料油漆、废物处理等等，因此对挥发性有机物的污染受到越来越多的人重视。通过利用气相色谱对空气和室内进行测量、分析、研究。

挥发性有机物；气相色谱；测量；室内空气；分析研究

随着工业的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，环境和空气的污染越来越严重，挥发性有机物就是空气污染的主要因素，对环境的影向、对人体的健康造成很大的危害，因此本文通过运用气相色谱( GC)的检测方法来测定空气中挥发性有机物，并且主要以房屋内的空气为主，进行检测分析，并且研究了一些相关的预防和控制措施。

1 挥发性有机物的概述

1.1 挥发性有机物的定义

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,VOCs）按照世界卫生组织（WTO）的定义是在常温常压下，沸点在50～250 ℃，饱和蒸汽压超过133.32 Pa的一种蒸汽形式的有机物，是除氧气、二氧化碳、二元弱酸、金属碳酸盐、金属碳化物和碳酸馁之外，参加大气光化学反应的任何碳化合物，挥发性有机物（VOC）主要成分由氧烃、卤化碳卤代烯烃、脂肪径、氮烃等径类化学物质构成，它主要包括：有机胺、酯、酮、醇以及甲苯、三氯苯、氟利昂等等，其中像甲苯、三氯苯、卤化碳卤代烯烃这些化合物具有致癌、致畸等毒性［1］。

1.2 挥发性有机物的来源

挥发性有机物的来源比较多，主要来源于工业产品的废弃物、废气、化学溶剂、石油化工的产品、汽车尾气以及光化学的污染，并且在人们的日常生活中，也存在大量的挥发性有机物比如我们的家具、装饰品、涂料油漆、家用电器、以及吸烟、采暖、烹调等等散发出来的烟雾中，都存在挥发性有机物，还有像我们日常用的纺织品、化妆品、鞋类、油漆、办公用品、电子电器等等一些设备都会有挥发性有机物质的。挥发性有机物对人体的危害是很严重的，如果室内的挥发性有机物超过一定的范围（VOC浓度为3.0～25 mg/m3）时，人们会感到头痛、恶心、四肢无力等症状，严重时（VOC浓度＞25 mg/m3）会造成记忆力减退、昏迷甚至出现人体抽搐现象等其他的神经毒性作用，长时间在这样的环境中生活，会导致癌症、白血病的发生［2］。根据有关部门进行检测，检验，挥发性有机物污染主要有以下八大污染源，见表1。

2 挥发性有机物的测定

2.1 挥发性有机物的检测和分析法

通常用气相色谱法、荧光分光光度法、高效液相色谱法、膜导入质谱法、气象色谱-质谱法等等，最常用的方法是气相色谱法，气相色谱法可以用于分析大气痕量挥发性有机物，也可以进行分析易于发挥的液体或固体，气相色谱分析法具有很高的灵敏度，是分析挥发性有机物最主要的方法。

表1 八大类污染源的挥发性有机物主要成分Table 1 Eight categories of pollution source of volatile organic components

气相色谱分析传统的采样方式是利用硅胶管和颗粒状活性炭，运用这样的采样方式灵敏度不高，仅可以使用于浓度较高的挥发性有机物的采样，而运用吸附剂采样，对浓度比较低的各类挥发性有机物都有很好的吸附能力而且对热解吸的效率也很高，并且吸附管经过重新活化后可以循环利用，因此这种采样方式更加适合对挥发性有机物进行检测。

2.2 气相色谱法对挥发性有机物的测定

气相色谱分析法是利用物质的沸点、吸附性质以及物质极性的不同实现混合物的分离，其中检测过程是： 把需要进行测量的气体或者样品在汽化室进行汽化之后被惰性气体带到色谱柱内，柱内含有液体或固体吸附剂作为固定相，因为样品中分为几个组，每个组内的沸点、吸附性不同，各组分在色谱柱中的运行速度不同，经过一定的时间之后，吸附力比较弱的i组分很容易就被解吸下来，然后流出色谱柱，流出色谱柱之后，就会立即进入检测器。而吸附力比较强的不容易被解吸下来，等到全部组分被解吸下来之后，根据被解吸的顺序，立即进入检测器，然后进行检测，记录下来。这种方法操作简单，使用起来比较方便，并且设备比较简单，费用也比较低，并且样品的保存也比较长，图1为气相色谱分析对挥发性有机物的检测过。

2.3 运用全二维气相色谱进行检测

全二维气相色谱(compre-hensive two-dimensional gas chromatography, GC×GC)是近几年来在单路气相色谱的技术上扩展起来的，它比单路气相色谱的分析速度快、峰容量大、检测的灵敏度也比较高，并且可以对分析物进行两支色谱柱的用串联的方式进行不同的检测［3］。主要用于石油化厂和环境分析。运用全二维气相色谱的技术的基本操作方法以及原理：主要是把两个色谱相柱用串联的方式进行结合然后构成二维气相色谱系统，两个色谱柱之间装有一个调制器，主要是用来捕集，进行聚焦然后再传送，经过一支色谱柱分离后，然后进入调制器进行聚焦后，再以脉冲方式传送到另一支色谱柱内进行分离，然后所有的组分通过第二支色谱柱进到检测器中，其信号进行系统处理之后得到一个平面二维图(图1)。

图1 气相色谱检测流程图Fig.1 Gas chromatography determination of flow chart

2.4 利用不锈钢罐采样技术

利用不锈钢罐采样技术是因为此方法具有采集分析方便，并且不会发生光分解现象等优点，而且在采集的样品中可以进行多次分析研究，在不锈钢罐采样的准备以及挥发性有机物的浓度标准可以方便仪器进行校准，保证了挥发性有机物检测的质量和稳定性。但是这种技术在国内很少使用，并且不锈钢罐技术的成本比较高，操作也比较复杂，所以这种方法使用的很少，不利于一般的场合使用。

2.5 挥发性有机物的控制技术的评价

挥发性有机物的评价原则主要由针对性、客观性、全面性这几个方面，其中全面性主要是在对挥发性有机物进行控制的时候，应该全面考虑到挥发性有机物的控制技术是否可以得到发展，是否经济可靠，对环境以及人们是否会造成其他的危害等等，应该进行全面性的考虑。

针对性主要是讲根据不同的环境以及不的地点应该采取不同的控制技术以及控制方法，进行有针对性的进行选择评价，比如像挥发性有机物污染比较严重的石油化工厂、油漆厂等等一些挥发性有机物浓度比较高的地点就应该选择不同的治理以及控制方法，而对于像房屋、室内这样挥发性有机物浓度低、污染物复杂的地点，就应该针对这样的环境进行治理，进行控制。

对挥发性有机物控制技术评价的影响因素主要是技术因素和经济因素，还有一些社会因素以及其他的因素等，技术因素的影响主要是因为对挥发性有机物的控制技术有很多种，不同的控制技术之间的操作性、处理效果也有所不同，所以技术因素的影响是挥发性有机物控制技术的主要影响因素。挥发性有机物的控制技术的运行以及技术工程的需要很大的资金投入，所以在进行选择挥发性有机物的控制技术方面应该充分考虑经济因素的影响。社会因素主要是挥发性有机物控制技术针对环境的污染和人们的危害得到控制，给环境和人们带来很大的效益，控制技术不仅有效地控制了挥发性有机物的污染，而且也给社会带来很大的效益。但是在控制挥发性有机物的污染的同时，还应该注意到挥发性有机物会不会给人们或者环境导致其他的污染，所以对挥发性有机物的控制技术的评价是很重要的。给人们和社会带来更大的效益。

3 挥发性有机物的危害及控制措施

3.1 挥发性有机物对室内环境造成的危害

人们的生活环境是保证身体健康第一因素，人们的一般大多数时间都是在室内度过的，所以室内的环境对人们来说是非常重要的，衡量室内空气质量的好坏的标准之一就是衡量室内挥发性有机物的含量，虽然室内的挥发性有机物是痕量，但是其成分却是相当复杂的，这些挥发性有机物就会随着人体的呼吸道以及皮肤进入人体内，给人们的健康造成危害，所以对室内挥发性有机物的控制室非常有必要的。

据有关部门进行检测和调查，刚建好的房屋内空气中挥发性有机物的浓度严重超标，室内主要的挥发性有机污染物以甲醛、乙醛、苯、甲苯和其他的有害污染物，这些有害物质主要来源于装修的材料、油漆、地板中，其中像甲醛，苯对人体的危害是相当严重［4］。

室内空气挥发性有机物的控制以及测定方法，室内空气挥发性有机物的含量不高但是其成分复杂，针对室内环境的控制技术主要是气相色谱法和气象色谱-质谱法这两种，不仅可以进行分析有机物而且也可以进行分析无机物，并且针对室内环境的一些液体或固体容易转换成气体的污染物进行控制，给人们的休息工作的地点大陆来良好的环境。

3.2 控制挥发性有机物的一些措施

首先在建筑房屋或进行装修时，应该选择符合国家标准的材质和注重环保的一些装修公司，并且应该尽量减少材料的使用量，例如，在装修时，尽量减少一些装饰品，并且使用一些节能的灯具，对地板的表面进行一些处理，可以减少挥发性有机物的释放，应该使用原生态家具，可以用一些玻璃纤维或者玻璃材料代替一些泡沫塑料。在建好之后，要经过一段时间的空置，然后找有关的室内环境检测部门进行检测是否符合国家规定的房屋环境质量，从本质上降低挥发性有机物的污染和危害，给人们一个安全的居室。

其次应注意房间的通风换气，经常开窗换气，使气体流通，有利于挥发性有机物以及一些有害的气体排出、散发，这样不仅可以使室内空气新鲜、环境好而且利用人们的健康。在室内可以摆放一些花草，一些花草可以吸附一些有害气体释放出氧气，例如一些吊兰、常青藤、芦荟等等，并可以在室外或者门口种植一些月季花、百合花、杜鹃等等，不仅使室内空气质量好而且可以美化居室，美化环境，减少一些化学装饰品［5］。

第三尽量减少空气清新剂、杀虫剂等化学物品的使用，因为这些含有大量的化学溶剂，这些化学溶剂中含有的挥发性有机物的占有很大的比例。并且也会造成室内环境的质量大大下降。

最后如果条件允许的情况下，也可以运用一些高科技手段，例如光催化氧化技术，如果挥发性有机物吸附在催化剂上面，那么这些挥发性有机物就会产生化学反应，生成一些氧气或者二氧化碳等，可以使有害物质转变成有力的物质，并且也可以使用活性炭等一些物理性能，也可以较好的降低室内的挥发性有机物的含量，改善室内环境。

最近几年来随着人们的生活提高，对环境的污染问题也越来越重视，只要能够重视挥发性有机物对身体的危害，并且可以从根本上进行预防，然后再采取一些有效地控制措施，不仅可以给人们一个健康的身体，而且使人们的生活环境得到提高，使人们的身体没有危害。

4 展 望

挥发性有机物是一种危害性比较大的气体污染，只要采取有效地控制技术和防治措施，利用科学的技术进行研究控制，才能很好的控制挥发性有机物对人体以及社会的危害，本文主要通过进行研究造成挥发性有机物污染的哥哥因素以及挥发性有机物的污染源的检测，然后根据不同的污染程度进行不同的控制技术，气相色谱控制技术是现在最有效的并且使用比较的广泛的一项控制技术，随着科学的进步以及人们对环境的关注，对挥发性有机物的控制技术将会越来越先进。给人们一个良好的生活环境。

［1］ 李晓华，陆思华，邵敏．大气中含氧挥发性有机物（OVOCs）的测量技术[J]. 北京大学学报（自然科学版），2006（4）：1-7．

［2］ 朱汉昌，戴天有．空气或废气中挥发性醛,酮的气相色谱法测定[J].中国环境检测，1997（1）：18-20．

［3］ 杨红梅．空气中挥发性有机物的热脱附- 气相色谱分析[J]. 计量与测试技术，2011（5）：100-102．

［4］ 张建美，钟宁宁，朱丹．室内空气挥发性有机物的吸附/ 热解吸气相色谱分析方法研究［J］. 长江大学学报（自然科学版），2010(2)：21-24．

［5］ 李海乐 ．室内空气中可挥发性有机物的危害控制及其测定方法[J] .新疆化工，2010(4)：57-58．

Analysis of Volatile Organic Compounds by Gas Chromatography

QIAN Jin-wang
（Kunming Yeyan New-material Co.,Ltd, Yunnan Qujing 655000，China）

Volatile organic compounds (VOCs) is a general term for strong volatile organic chemicals, volatile organic compounds at room temperature is a fugitive emission of substances, air and environmental pollution is serious,they also have a significant damage to human health. Main sources include petroleum volatile organic chemicals,vehicle exhaust, chemical solvents, paints and coatings, waste disposal, etc., so the pollution of volatile organic compounds is paid much attention to by people .In this paper, volatile organic compounds were determined and analyzed by gas chromatography.

Volatile organic compounds; Gas chromatography; Indoor air; Measurement; Analysis

O 657.7

A

1671-0460（2012）01-0108-03

2011-11-14

钱津旺（1980-），男，云南曲靖人，助理工程师，研究方向：气相色谱分析。E-mail：749930470@qq.com。