熱脫附—氣相色譜法在線分析環境空氣中57種揮發性有機物

陳鳳　趙秋月　喬月珍　祁夢　李春燕　徐勇

【摘要】：建立了熱脫附一—氣相色譜在線分析環境空氣中揮發性有機物（VOCs）的方法，對冷阱富集與解吸的相關參數進行優化，樣品通過熱脫附儀采樣富集在電子制冷的冷阱中，再加熱從冷阱解吸出來，高碳C6-C12組分通過弱極性柱（甲基硅柱）可實現很好分離，低碳C2-C5組分先經弱極性柱預分離，再通過Dean's Switch切換技術將其切入氧化鋁PLOT色譜柱上進一步分離。對整個分析方法進行了驗證.57種VOCs 1.28-37.6?g/m3范圍內線性良好，相關系數均大于0.995，能夠保證準確定量。此外，方法穩定可靠，精密度均小于5%，在600mL的進樣量下，VOCs的最低檢出限在0.025-0.313?g/m3之間，完全滿足環境空氣VOCs的監測。

【關鍵詞】： 熱脫附系統；氣相色譜；揮發性有機物；環境空氣

Abstract： In this study，we developed a new method based on a ThermalDesorption-GC System for the on-line analysis of 57 volatile organic compounds（VOCs） from ambient air. We optimized the relevant parameters of cold trap and desorption in thermal desorption （TD） systems.The sampleis drawn into the cooled trap， When the trap is heated， the compounds are desorbed from the cold trap and injected into the GC system. Themore-volatile fraction is separated on a Al2O3/Na2SO4 PLOT column whereas the less-volatile fraction （C6-C12）isseparated on a dimethyl siloxane column based on the Dean's Switch technology.It was found that this method has a good linearity in the concentration range of 1.28-37.6?g/m3，and the correlation coefficients（r） for all compounds are higher than 0.995. Moreover， the method is stable，Relative standard deviation lower than 5%，and therefore is suitable for extensive use. The detection limits of 57VOCs are bewteen 0.025-0.313?g/m3，which are sensitive enough for ambient air monitoring.

Keywords： thermal desorption （TD） systems，gas chromatography，volatile organic compounds. ambient air

揮發性有機污染物（VOCs）是對流層臭氧（O3） 和二次有機氣溶膠（SOA）的重要前體物 [1，2]，因此其光化學氧化過程對城市和區域大氣O3和灰霾等大氣復合污染的形成至關重要。此外，VOCs還會損害人體健康，除了刺激感覺器官外，還可能損害細胞內部代謝，對人體產生諸多不良影響[3]，EPA制定的大氣有毒物質名單中就有50多種屬于VOCs【4】。因此環境空氣中VOCs的監測一直都是環境領域關注的重點。

我國自2008年開始開展大氣中VOCs監測方法的標準修訂工作，之后針對環境空氣陸續出臺了一系列標準方法[5-9]，如《環境空氣 揮發性有機物的測定 罐采樣/氣相色譜一質譜法》（ HJ 759-2015）。但傳統的實驗室空氣監測方法存在很大的局限性，比如，分析監測的滯后，監測樣品的數目的限制及在樣品的取樣、運輸與儲存的過程中發生的樣品損失等使監測結果出現偏差，因此會很難全面實時了解空氣污染的現狀，污染物的排放來源及重點工業區特征污染因子等，當然也就不利于監管部門及時制訂規范對污染物進行有效防治，更不利于應對突發污染事件時，及時采取相應的管控措施。現在隨著人們對空氣質量的渴求及政府部門日益嚴格的空氣環境監管要求，在重點地區、重點工業區及重點污染源配套相關在線監測系統加強空氣質量監測就顯得越發地迫在眉睫。

為了全面、準確地對環境空氣進行監測，本研究采用熱脫附在線采樣，通過電子制冷濃縮——氣相色譜法分析，有效避免了離線分析的缺陷，為進一步完善大氣環境VOCs標準監測方法的體系提供技術支持.

1、實驗部分（Experimental section）

1.1儀器與試劑

Clarus 580 氣相色譜（PerkinElmer公司，美國）；TurboMatrix 100TD（PerkinElmer公司，美國）自動稀釋系統（Entech公司，美國）；蘇碼罐，15 L（Entech公司，美國）。

VOCs混合標氣（PMAS）：56種組分（m-Xylene和p-Xylene合視為一種組分），濃度范圍20-50ppbc（1.28-37.6?g/m3）；VOCs混合標氣（PMAS）：56種組分，濃度為1.0 ppm（1.16-7.60mg/m3，Lind公司，美國）；高純氦氣（99.999%）。endprint