浅谈TVOC色谱检测过程中的影响因素

茹春红

摘 要：空气中TVOC的测定方法中引进的热解吸直接进样的气相色谱法得到了广泛的应用，与早期的热解吸后手动进样的气相色谱法相比，简化了操作步骤，减少了操作过程中误差。但是在按照标准方法进行样品测定时，仍然存在一些技术上规定不明确，对检测过程有影响的各种因素。通过实验摸索出气相色谱仪和热解吸仪，配合使用的最佳条件参数，以达到分析灵敏度高，线性好，重复性好的技术要求。控制Tenax-TA吸附管的活化温度和活化时间，使吸附管的本底相同，对于残留高的采样管，必须停止使用。同一根采样管不能长期反复使用，Tenax-TA吸附管使用过程中，破碎产生细小颗粒会堵塞气路。采集回来的样品应密封保存，尽快分析，以免样品在储存过程中发生变质。

关键词：色谱检测；条件；活化；储存；吸附管

1 讨论背景

通常在自然通风的空旷室外，空气中的污染物不会影响人们的身体健康，但随着工业企业不断发展，随着人们居住条件的提高，家庭装修普遍化，且为了节约能源，室内通常处于密闭状态，从而导致室内污染物浓度过高，而影响人们身体健康。国家颁布的GB50325—2010（2013版）《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（以下简称《规范》），对室内氨、甲醛、苯、TVOC、氡提出了具体的浓度限制，在实际检测过程中由于TVOC中包含的污染物种类多，影响范围广，在此对其检测过程的影响因素进行简要分析讨论。

2 色谱检测分析过程中的影响因素

2.1 气相色谱仪条件参数的影响

气相色谱仪的条件参数的设置直接影响峰形的好坏，峰面积的大小，峰分离的程度，进而影响到检测结果的灵敏度、稳定性和线性宽度。

为了得到较好的峰形，载气的纯度不能忽视，一般分析要求纯度达到99.9%，但对于灵敏度要求较高的检测器来说，载气的纯度至少要达到99.995%以上。进入色谱柱的载气，要经过安装在载气与仪器之间装有5A分子筛的脱水阱，进行脱水处理。载气中即使只有少量氧气也会损坏色谱柱，尤其是损坏有很少固定相的毛细管柱，因此一定要脱水阱后面安装脱氧阱。

气体的配比与流速的选择，最佳的分离条件决定了载气的最佳流速，根据载气流速的选择决定了氢气的最佳流速，通过多次试验来确定最合适的气流比。在FID检测器中，空气不仅能提供离子化的氧气，还能带走燃烧的产物，保持检测器的清洁。空气流速的增减影响检测的灵敏度，但当流速达到一定值后，灵敏度将不随空气的增加而变化，基于这个原因，将灵敏度不再变化的空气流速在增加50mL/min左右，对于ATC-6900型GC来说，通过实验氮氢氧的配比为1：1：10时能够得到很好的峰形及分离效果。

对所有气体需使用金属管线，如果使用塑料管，空气中的氧气会渗透进去，塑料中的塑化剂也会损坏色谱柱和检测器。不能使用被油污染过的旧管子，因为它们会污染与仪器相连的气体管线。

2.2 直接进样热解吸条件的影响

采回来的样品，只有通过热解吸仪的充分解吸，直接进样到色谱仪中，减少中间环节，减少样品损失，控制好解吸仪的各项条件，才能得到更准确的分析结果。

解吸温度：与欲测组分的沸点、热稳定性和吸附剂的热稳定性有关。热解吸温度低可能会使样品中组分解吸不完全，回收率低，管中残存量大；热解吸温度太高可能会使某些组分对热的不稳定性而引起回收率低。同时受吸附剂热稳定性的限制，Tenax-TA吸附剂在350℃以上就会不同程度地分解或裂解，所以，一般常用的解吸温度280～300℃，活化时可达到330～350℃。

解吸时间：解吸前加热过程的时间，取决于待测组分与基体之间作用力的大小（小短大长）、样品颗粒的粗细（粗短细长）。对于60目～80目的Tenax-TA吸附剂，一般是2～5min，解吸进样时间不宜过长，一般30s左右，否则会导致色谱峰大大加宽。

解吸气流速：解吸进样过程中，载气流速大小对灵敏度有影响，一般是载气的流速越快，越有利于热解吸，所以不宜過慢，但受毛细管柱容量的限制，—般100ml/min为宜。因仪器、色谱条件、人员等不同，最佳实验条件还要在实验中确定。

解吸管安装密封：若样品解吸管安装密封不好，在样品热解吸时会出现吸附组分的逸出和漏气流失，因此要增加样品热解吸时的漏气报警功能，保证样品热解吸时不漏气，避免无谓进样。

2.3 采样管的活化温度应高于解吸温度

对吸附管的处理，吸附管应在高温下用惰性气体（此处用氮气）加热进行活化处理，并将活化好的吸附管置于密封干燥器中存放，只有保证吸附管活化时间、活化温度、封存条件一致，才可以忽略未采样管特殊性带来的影响，因此进行充分活化是非常必要的。

从实验结果中可知在330℃，活化30min时响应值为零，满足《规范》的要求，因此活化温度设置应高于300℃的解吸温度，但也不能超过Tenax-TA吸附管的最高使用温度，也不用设置过高的温度造成不必要的能源浪费。操作时应注意活化30min后，从加热炉中取出吸附管后，还应当保持继续通氮气直至吸附管达到室温，取下密封至于干燥器内保存。

2.4 Tenax-TA吸附管采样后的储存

采样结束后，应封闭采样管的两端，做好标识，放入可密封的金属或玻璃容器中，样品在此条件下可保存14d。原因是即使在密封的条件下，外界空气中的污染物也会慢慢扩散进去，Tenax-TA多孔高分子聚合物和吸附采集的样品在放置过程中，受热、光的作用与空气中的氧、臭氧、氧化氮反应可能会有微量的氧化和分解，使检测结果偏低。因此采回的样品样品，不仅要密封保存，而且要在可保存的期限内尽快分析。

2.5 Tenax-TA吸附管反复使用过程中的影响

《规范》中规定Tenax-TA吸附管中填装200mg粒径60～80目的Tenax-TA吸附剂，但在吸附管使用过程中反复加热和冷却，吸附材料可能会破碎产生一些细小颗粒，这样在30min的反吹过程中，细小颗粒从吸附管中被吹出进入解吸气路以及六通阀，细小颗粒的堆积会逐渐堵塞气路，导致分析结果偏低甚至不出峰。然而，仅仅更换气路连接管并不能解决这一问题，在实验过程中发现在Tenax-TA吸附管反吹出气口一端加垫一层小于60目的不锈钢网，对可能吹出的细小颗粒进行过滤和拦截，可减少气路堵塞，保证了分析检测的准确性。

再有采样管反复使用多次后，空气中的颗粒物和一些在解吸条件下难解吸的组分会残留在管内，这些物质会使采样管的本底升高，也有可能破坏高分子树脂，出现多余的鬼峰，标准中也没有规定采样管的使用次数，这样就有必要对活化好的采样管的本底值进行批量抽样检测，如果出现活化不掉的干扰峰、鬼峰，此采样管就不能继续使用了。

在室内环境污染物TVOC检测工作中，通过不断的实践，检测方法得到了逐步完善更易于操作。但TVOC检测的影响因素很多，在实际工作中通过反复的实验找出最佳的实验条件，在检测过程中发现的问题，通过多观察，多思考，勤实践，将这些影响因素管理和控制起来，将不利影响降到最低，不断的提高检测的能力和水平，保证检测结果的质量，为社会提供准确、科学的检测数据。