环境检测中挥发性有机物检测方法研究

陈利群，聂美霞，张 婷，周 彬

(嘉兴求源检测技术有限公司，浙江 嘉兴 314000)

大气环境中挥发性有机化合物的含量一般都很低，但有机化合物的组成却非常复杂。因此，为了获得更准确的质量检测结果，实验室人员必须改善实验条件，选取更高精度的仪器，采用更为严谨的对策，使数据具有更高的参考价值。在全世界科学技术快速发展的背景下，新的科学成果不断涌现，站在一个新的起点上，环境检测中挥发性有机化合物检测方法的水平也有了很大的发展，科研人员的研究工作也应该更加深入。

1 检测挥发性有机物的方式

1.1 环境检测中VOCs的样品采集

在进行成分鉴定时，空气中VOCs样品的采集环节具有基础性作用。在大气环境中，VOCs的含量不多，具有易挥发性，且成分复杂。在此情况下，研究人员应在尊重实际情况的基础下，仔细选择采样方法，为后续测定工作能有效快速地实施且获得有价值的信息提供保障。

1.1.1 采样方法介绍

VOCs采样方法有直接采样、动力采样、被动式采样三种类别。以直接采样法为例，这种方法包含了聚合物袋法、玻璃容器法、不锈钢采样罐补集法等。聚合物袋法的好处在于其不仅操作简单，不只局限于专业人员，而且使用效果非常好，成本也十分低廉，但在渗透过程中可能会带来不可忽视的样品泄露，并且会缺失很多样品成分，从而造成严重的环境污染。样品装在玻璃容器里，清洁过程较为繁琐，所以需要研究人员非常专注和细心。清洗步骤也较为专业，需要采样人员具备上岗资质。同时，容器采用玻璃材质会使得体积较大，而且极易产生破裂状况，存在一定局限性，因此它在储存和运输上有非常严格而细致的保护要求。有一点值得注意，由于针筒的特点，样品存储在其中可能会有所损失，因为筒壁内部有极大的可能性会附着目标化合物，从而使得样品的含量严重损失。不锈钢采样罐捕集法是美国EPA所认可的较多使用的方式。这种方法更常被用于研究非极性物质组成的实验上，以避免吸附剂使用过程中出现棘手问题，或影响分析过程和分析结果。值得一提的是，为了更好地保持样品的完整性，这种方法是非常合适，它使用渗透或光来保持所采集样品的稳定性，从而提高了回收率。但它也有价格较高的缺点，并且在清洗容器的环节需要研究人员十分专注，在制作和准备标本的时候，也需要投入极大的注意力，因此会耗损大量的时间成本。

一般而言，利用吸附采样方法测定VOCs更适用于室外环境，吸附剂要求拥有吸附量大、收集迅速且化学性质稳固等特点，通常情况下在正常温度里不会与另外的物质发生相互作用。吸附剂分为有机和无机两个类别，第二种里最多出现的是具有表面积大、吸附能力好等特征的活性炭等，这类吸附剂热稳定性好，但是它们有时也可能发生无法改变的分离解散，又或者发生不可逆的吸附作用，例如当脱附不完全或者利用极性化合物时。通常来说，吸附剂拥有较强的吸水性，但若是对样品采取热解吸附，FID检测器可能会灭火，原因在于活性炭吸附的水分。因此选择活性炭时，不应偏向选择那些会生成水分的方式，从而使得实验获得更好的反应效果。热解析是一个好的选择。线下应优先选择二硫化碳或是二氯甲烷溶解剂解析法。一般而言，粒状活性炭与粉状活性炭皆存在使用周期不长、再生效益低、容易对系统造成损害这些特点。这些年来，相关的科研人员不断对活性炭进行深入的科研活动，研发出各种效益更高、反映效果更好的活性炭材料，实现了活性炭材料研发领域的巨大进步，并对之前的方式进行了极大的完善。在这之中，将活性炭有机纤维进行化学处理，因此其纤维性能最为优秀，使其吸附能力大为增强。总而言之，不管采用哪种采集方法，都有各自的优缺点，所以相关人员在采集过程中需仔细思考，避免出现诸如VOCs挥发与反应等损失极大的棘手问题。同时，科研人员可以在反应环境上多做改进，提高样品采集与存放条件的水平[1]，其中应关注风速、温度等因素。为了提升其吸附效率，应特别关注挥发性物质的易挥发性。

1.1.2 样品预处理的方式

样品预处理是检测中极为关键的一个环节。有几种使用频率较高的方式，例如溶剂解析法、固相微萃取法等。在使用溶剂解析法时，CS2解析溶液使用频率最高，采用这种方法解析出的溶液比样品所需的容器更大，所以解析灵敏度常常会受到影响。在采取这种方法的同时，会富集环境中收集到的样品，因此样品分析结果会产生一些大的误差，降低最终结果的价值。技术人员更偏爱运用热解析方法，因为它具有更多优点，比如说效果更优、反应更灵敏、可回收再次利用的效益高，这都使它超越了溶剂解析法的功效。但它也有一些不足，首先它无法重复分析，因此样品回收率较低。而固相微萃取法有操作轻松的优势，并且不要求配备大量的溶剂，成本较低，但它依然存在检测步骤比较繁琐的不足，可能使得试验的重现性变差，被分析物散失明显。综上所述，不同的分析方法都有各自的优点和缺点，效果也不可能是完美的，这就要求相关技术人员增强创新能力，促进技术的改良升级，弥补传统技术的不足。

1.2 环境检测中的VOCs分析

环境VOCs分析有多种常用方法。其中，气相色谱法取得了最为快速的发展，该方法检测精准，性价比高，因而应用广泛，也获得了很多好评，研究人员可将其应用于一些具体的研究分析当中。气相色谱法的优点在于成效好、效率高，且选择能力强，分析速度快等。气相色谱分析的检测器包括火焰离子化检测器（FID）和电子捕获检测器（ECD）。该方法具有更好的分析能力，对未进行分离的色谱峰反应快速，能够更好地鉴定其性质，因此在痕量物质检测中最为常用。当今社会，科学技术得到飞速发展，推动了气相色谱法操作流程的完善升级，使其能够对混合后的物体采取更加有效的检验与测试并开展进一步的研究分析，因而得出的结论精确性较高，参考性较好。

1.3 VOCs所使用的技术

飞行时间质谱技术、傅里叶变换红外光谱技术、激光光谱技术等这几种技术都属于VOCs在线监测方法的范畴之内，虽然其在技术投入使用时成效显著，但是依然具有很多局限性，例如某些监测技术要求机器和材料的材质较好，因此价格偏高，同时占用的空间过大，而且不容易维护。值得注意的一点是，虽然调谐激光吸收光谱在线监测技术具有显著的优点，也得到了较好的用户评价，但在技术开发方面，它依然有一些不足之处，同时某些限制性因素还会影响用户的使用，对检测工作的开展产生不利的影响。在检测VOCs方面，气相色谱法和气相色谱-质谱法精确率很高，但同样的，在使用时存在着一些技术层面上的不完善，例如监测分析结果不准确、复杂度高的样品所需要的预处理的时间和物质成本都较高等。另外，装配和转移样品的过程也需要特别注意，因为具有容易损坏的特点，所以在运输过程中一定要配备专业人员，否则样品很容易损坏，这不仅导致了最终检测结果难以达到预期的效果，还会在很大程度上对样品检测数量造成影响，所以在这一方面，时间和物质成本的投入极大[2]。总之，在社会的不断发展过程中，人们必须适应技术变革的需求，要深入研究并加强创新能力，这样才能不断提高环境检测的精确性和准确性。

2 我国适用的检测方法

在对样品进行具体分析的过程中，实验室较为常用的检测方法是气相色谱法和气相色谱-质谱法，两者都是基于利用富集空气中的低浓度VOCs的原理实施的，使其含量在达到固定的检测标准后，保障测定结果具有更好的参考价值，从而在环境VOCs成分检测中获得更好的测定结果。这两种检测方法的优点是对环境的适用性较为优良，原因在于，样品采集和富集皆使用了罐采样／冷冻预浓缩法，从而使其拥有更好的成果[3]。但这类检测方法也有缺点，首先是需要非常大的设备方面的投入，同时它还要求配备使用液态氮，这在部分地区难以获取。

3 结论

如今，随着科学技术越来越快地发展，挥发性有机化合物含量的检测技术也变得越来越专业，如GC和GC-MS、HPLC相比，这种样品的检测方法更准确。同时，人们应提高挥发性有机化合物检测对环境的有效性和应用性，还要重视环境治理工作。因此，相关人员在进行这类实验的过程中，应注意以保护生态环境、居民生活环境为目标，在进行更好地控制的前提下，尽量避免误差，提高数据的精确度。挥发性有机化合物的检测实验为今后的相关工作提供了更多新的、有效的思路，从而能更好地为我国资源工作作出贡献。