标准物质在环境应急监测定量分析中的作用

刘军军

（山西省吕梁生态环境监测中心，山西 吕梁 033000）

引言

当前，水质标准物质是我国内主要的环境标准物质，其他类如大气和土壤等有关的环境标准物质较为缺乏，尤其是环境基质标准物质。鉴于此，需要我国相关部门不断加强环境标准物质的顶层设计，在科研方面和人才方面加大投入，在完善我国环境标准物质体系的过程中充分与国外相关的领域展开合作。

1 环境应急监测定量分析

在环境应急监测的过程中，首要进行的工作便是对未知物进行定性分析以及半定量的分析，了解污染成因以及当前污染的情况和程度。而在环境应急监测的中期以及后期，往往需要定量分析污染物，了解污染物发展的情况，评价污染处置的效果以及评估污染事故造成的损害等，这一系列过程都需要必要的科学技术作为重要的支撑，因此，应急监测数据的准确性和代表性较为重要[1]。

为了使监测的结果具有司法可辩护性以及可溯源性，需要保证所有工作程序完全合法，同时，形成的检测报告需要符合质量管理体系的相关要求，并加盖计量认证章。因此，定量监测的准确性受到应急监测方法的影响，此外，在证实应急监测定量方法准确性的过程中，标准物质将起到关键作用。

2 实验部分

2.1 实验使用的仪器和标准物质

在应急监测过程中需要利用到便携式的气相色谱仪（HAPSITE）、气相色谱柱以及毛细管色谱柱（SPB-1）等。在实验室分析的过程中，需要使用到大气预浓缩仪以及毛细管色谱柱（DB-5MS）等仪器。

内标物的选择：用于应急监测的1 号内标——五氟溴苯，用于实验室分析的2 号内标一溴一氯甲烷等。标准气为VOCs 混合标准气。

2.2 仪器分析的条件和样本采集

在应急监测过程中，仪器需要提高温度，在50 ℃保持7 min 左右，然后以5 ℃/min 的速度快速升温到110 ℃，然后继续加快速度，以15 ℃/min 的速度升温到180 ℃，保持1 min～3 min。

在样本采集的应急监测过程中，需要采集大气样品，此时必须利用便携式的手持探头（GC-MS），然后要利用浓缩器（TRI-BED）将大气样品浓缩，采样的时间为2 min，体积为300 mL。在实验室分析的过程中需要利用到硅涂层苏玛罐。

3 实验方案

实验1：在测定某一个食品生产企业周边空气中的挥发性有机物时，在应急监测中使用便携式GC-MS，在实验室监测的过程中使用罐采样GC-MS，将两种方法的定量监测结果进行充分地比对，进而对应急监测方法的适用性进行评价。内标物的选择为1#、2#内标。

实验2：在某化工厂设置3 个监测点，然后利用便携式GC-MS 监测化工厂周围的苯系物，利用半定量和定量的方法充分比对本苯系物的测定结果，这样便可以将定量个半定量两种方法的差异性体现出来。

在应急污染事故的处理过程中，利用应急监测以期测定现场的样品较为常见，但是这种测定方法面对特殊的污染物，或者缺少必要的标准物质，监测效果将会大打折扣，往往只能进行定性或者半定量的测定。

在应急监测的过程中，半定量的测定方法只能将相关污染物的浓度变化趋势表现出来，可以支撑应急处理。但是与定量测定方法相比，半定量方法存在一定的误差，在验证半定量方法与定量方法之间误差的过程中，只能利用各组分的标准物质验证。

4 结果与讨论

4.1 应急监测、实验室分析定量结果比较

利用便携式GC-MS 方法监测某食品生产企业周边的空气可以监测出12 种挥发性有机物，利用苏玛罐GC-MS 可以检测出15 种挥发性有机物。两种方法监测种类的数量不同是因为采集样品的方式存在根本性的差异，同时，监测时用的色谱柱不相同。利用两种方法监测的挥发性有机物中，可以用作标准物质进行定量分析的包括乙醇、2-丁酮、苯、乙苯、甲苯和苯乙烯。这六种物质中，除了苯以外，其他物质浓度的相对偏差较小，因此可以用于校准曲线定量的挥发性有机物，同时，将采样等因排除之后，利用不同的分析方法在同一个采样点的定量结果具备可比性。从而说明利用标准物质作为量值的传递中介，应急监测与实验室标准分析两种方法进行定量分析的结果有可比性。

在同一个采样点，在存在标准物质的情况下对污染进行定量分析的过程中，使用上述两种方法进行定量分析，其结果的偏差较大，这极有可能是样品采集的方法或样品存储不当导致的。利用便携式GC-MS 采样需要在污染现场手持探头收集大气样品，再利用浓缩器富集后加热解吸导人色谱柱进行分离；而使用苏玛罐GC-MS 采样需要不需要维持2 min，可以在瞬时完成采样，再到实验室中进行3级冷阱浓缩，之后，便可以进入色谱分离系统当中。在上述六种检出物当中，沸点最低的是苯，而挥发性最强的也是苯，利用两种监测方法定量分析苯的结果存在偏差，这与样品的采集和存储过程相关。

4.2 应急监测定量、半定量结果比较

上述六种检出物中，苯的化学性质、质谱和色谱行为以及内标差异较大，在检测点位1、3 上的定量与半定量结果相差较大，但是在2 监测点上的差异较小，这种差异性可能与样品本身低浓度导致的不确定性有关；与内标物接近的组分相偏差较小，比如，在色谱行为上，五氟溴苯与苯乙烯相对接近，因为较为相近的保留时间，两种定量方式得出的结果偏差不大。

此外，其他研究人员也曾利用便携式Ac-Ms 对挥发性有机物进行了定量以及半定量的分析。主要流程为六次重复测定36 中挥发性有机物，经过定量方法测定之后，可知，每一组分含量的相对偏差在0.37%～7.5%，而使用半定量分析，相对标准偏差则有可能在4.5%～51%，由此可以看出，在精密度上，定量方法由于半定量方法[2]。对环境空气中的挥发性有机物进行加标测定，利用内标定量法得到的各组分的回收率在96.7%～115%，而利用半定量法得到的回收率差别较大，大多数挥发性有机物的回收率较差，由此可以看出，在准确度上，定量方法明显优于半定量法，只有一少部分物质可以利用半定量法获得相对准确的分析结果，在计算物质的浓度时，要避免半定量法的使用。此外，将两种方法的结果用作评判时，时常会产生不同的结果。测定室内空气的过程中，设置3 个点位对二甲苯进行测定，定量法结果不超标而半定量法结果超标[3]。

在环境应急监测的前期，可以利用半定量法，因为这种方法无需利用标准物质，在计算上也较为简单。但是在环境应急监测后期，要求较高准确性的监测数据时，必须使用定量方法，利用标准物质进行校准，保证获得的结果具有科学性和法定的效力。

5 结语

在环境应急监测过程中，拥有待测污染物的标准物质是最理想的状况，对待测组分的量值传递可以满足质量管理体系的要求。但是在许多情况下，污染物具有某些特征，而这些污染物也没有相应的标准物质，此时在定量分析的过程中需要采用这种物质的工业品，在一些极端的情况下甚至需要自己制备标准物质，这必然会导致定量分析的准确度产生偏差，但是仍旧可以快速定量污染物。