空氣中揮發性有機物的分析技術及其進展

宋 倩

（新疆生產建設兵團環境監測中心站新疆烏魯木齊830011）

空氣中揮發性有機物的分析技術及其進展

宋 倩

（新疆生產建設兵團環境監測中心站新疆烏魯木齊830011）

揮發性有機物是大氣中普遍存在的一類有機物。本文對其分析方法進行了綜述，并提出了今后的研究方向。

空氣；揮發性有機物；分析方法

1 空氣中VOCs的危害

隨著社會經濟的不斷發展，環境問題越來越引起人們的重視，成為全人類共同關注的重大問題之一。在眾多的環境污染物中，揮發性有機污染物（VOCs）受到了各國環境工作者的關注。

揮發性有機物是大氣中普遍存在的一類有機化合物，具有相對分子量小、沸點較低、飽和蒸氣壓較高、亨利常數較大等特征。空氣是人們維持生命的重要物質，也是揮發性有機物殘留的主要環境介質。空氣中的VOCs可以通過生物富集和食物鏈對人體健康產生危害，因此，VOCs是評價空氣質量的重要指標之一。現今，由于煤、石油和天然氣等資源的開發利用，使得大氣中的揮發性有機物的種類越來越多，大氣降解成分也越來越復雜，對環境與氣候的影響也越來越顯著。因此，迫切需要對大氣中的揮發性有機物進行系統且有效的監測研究。但是由于空氣中污染物的含量極微，因此建立一種有效、可靠、實用的分析空氣中VOCs的方法是十分必要的。這有利于了解空氣中VOCs的遷移、轉化規律，對空氣中VOCs的防治和控制提供依據具有十分重要的意義。

2 空氣中揮發性有機物的分析方法

2.1 氣相色譜法

氣相色譜法（GC）是一種有效分離并測定多組分混合物的分析方法，它是利用不同物質在不同的兩相（固定相和流動相）中具有不同的分配系數，當兩相作相對運動時，這些物質隨流動相一起運動，并在兩相中進行反復多次分配，使不同組分得以完全分離。氣相色譜法具有分離效率高、選擇性好、靈敏度高、分析速度快、應用范圍廣等特點。

氣相色譜法對組分直接進行定性分析時，必須要建立相同條件下的標準物質峰的保留時間等信息，并與分析物質峰相對照，或者是與質譜檢測器聯用，才能得到肯定的結果。在進行定量分析時，常常需要用已知的純標準物質對信號進行校正。

2.2 氣相色譜-質譜聯用法

氣相色譜-質譜法（GC-MS）是在氣相色譜法基礎上發展起來的一種新的聯用分析技術，它是基于氣相色譜高效分離能力，結合質譜檢測器的準確鑒定能力而發展起來的一種分析方法。通過聯用技術，配上合適的預處理手段等，氣相色譜-質譜法可以對環境樣品中的揮發性有機化合物進行準確的定性和定量分析。

隨著質譜儀的發展，在電子電離源質譜（EIMS）的基礎上，出現了離子阱質譜（ITMS）、質子轉移反應質譜（PTR-MS）、正化學電離源質譜（PCIMS）、負化學電離源質譜（NCIMS）、飛行時間質譜（TOF）等。金順平等[1]采用PTR-MS對痕量VOCs進行在線檢測。董璨等[2]介紹了化學電離質譜在大氣痕量物種如揮發性有機物的原位測量中的應用。侯可勇等[3]探討了飛行時間質譜儀的質子轉移電離實現了可揮發性有機物的高靈敏度分析。王天舒[4]介紹了選擇離子流動管質譜（SIFT-MS）用于分析空氣中的各種烴類、醇類等化合物，和食品中的VOCs。

2.3 其他分析方法

2.3.1 熒光分光光度法

熒光分光光度法是利用物質吸收較短波長的光能后發射較長波長特征光譜的性質，對物質定性或定量分析的方法。Fan等利用熒光法測定大氣中的甲醛，當采樣速度為1.4 L·min-1時，氣相甲醛的檢測限為9 ng。

2.3.2 薄膜導入質譜法

薄膜導入質譜法是指利用特殊材料制成的薄膜，將被測物質與干擾介質分離，使被測物質直接進入離子源進行質譜測定的一種方法。Cisper等采用兩段膜采樣系統和離子捕集譜儀直接分析了空氣中的揮發性有機物。

2.3.3 反射光譜法

反射光譜法是指在入射角大于臨界角的情況下，將試樣放在折射率較高的透明介質的界面上，測量界面的反射光（一次或多次）并記錄光譜的一種方法。Reichl D等用反射干涉光譜法監測空氣中的揮發性有機化合物。其他的分析方法還有紅外光譜法（FTIR）、離子色譜法（IC）等。

3 結語

揮發性有機物的污染問題日趨嚴重，已成為影響城市可持續發展的諸多因素中最突出、最急迫解決的問題之一。我國在其分析測定方面已經取得了較大的成績。由于揮發性有機物的測定方法較多，各有優缺點。所以在實際測定時，應選擇操作簡便、靈敏度高、結果準確的分析方法。

[1]金順平，李建權，韓海燕.PTR-MS在線監測大氣揮發性有機物研究進展.環境科學與技術,2007,30(6):96-100.

[2]董璨，侯可勇，王俊德,等.化學電離質譜在大氣痕量物種原位測量中的應用.化學進展,2007,19(2):377-384.

[3]侯可勇，董璨，王俊德,等.飛行時間質譜儀新技術的進展及應用.化學進展,2007,19(2):385-392.

[4]王天舒.選擇離子流動管質譜及其在痕量氣體分析中的應用.分析化學,2005,33(6):887-893.

宋倩（1986—）,女，碩士研究生，工程師。