環(huán)境中揮發(fā)性有機物監(jiān)測及分析方法

摘要：近些年來，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展極為迅速，對推動國家經(jīng)濟發(fā)展有著巨大的作用。但在發(fā)展過程中會產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機物，嚴重威脅著環(huán)境和人體健康。本文主要介紹環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域監(jiān)測分析大氣和水體中揮發(fā)性有機物的一些方法和手段。

關(guān)鍵詞：環(huán)境；揮發(fā)性有機物；監(jiān)測；分析方法

中圖分類號：X830.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0146-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.086

Monitoring and analysis of volatile organic compounds in the environment

Lin Lin

（Longgang District Environmental Monitoring Station， Shenzhen Guangdong 518172，China）

Abstract： In recent years，industry，agriculture，chemical industry and other industries have developed very rapidly，which has a great effect on promoting the development of national economy.However，in the process of development，it will produce a large number of volatile organic compounds，which seriously threaten the environment and human health.This paper mainly introduces some methods and means of monitoring and analyzing volatile organic compounds in the atmosphere and water in the field of environmental monitoring.

Keywords： Environment；Volatile organic compounds；Monitoring；Analytical methods

揮發(fā)性有機物在環(huán)境中普遍存在且種類眾多、成分復雜，此類化合物蒸氣壓大、水溶性低，因此流動性較大，會對大氣、水體、土壤均構(gòu)成一定的污染。大多數(shù)揮發(fā)性有機物有異味且有毒，并對人體有“三致效應(yīng)”；具有光化學活性，會引發(fā)城市灰霾、光化學煙霧、臭氧污染等環(huán)境問題，對人體乃至整個生態(tài)系統(tǒng)危害巨大。揮發(fā)性有機物監(jiān)測分析與控制治理是現(xiàn)代環(huán)境保護工作重點之一。

1 環(huán)境中揮發(fā)性有機物概述

揮發(fā)性有機物（簡稱VOCs）根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）定義是指在常溫下，沸點50～260℃的各種有機化合物。VOCs是一類有機化合物總稱，如果人體長時間攝入這類污染物，會造成致癌、致突變、致畸等危害[1]。從化學結(jié)構(gòu)的角度上分析，VOCs 主要分為非甲烷碳氫化合物（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、鹵代烴類、含氧有機化合物（醛、酮、醇、醚等）、含氮有機化合物（胺類、氰類、腈類等）、含硫有機化合物（硫醇、硫醚）等五類。這些物質(zhì)的來源主要有工業(yè)生產(chǎn)，如石油化工、包裝印刷、制藥工業(yè)等；燃料燃燒和交通運輸所產(chǎn)生的汽車尾氣、工業(yè)廢氣、光化學污染等；工業(yè)廢水等。大氣中存在有600多種VOCs ，具有濃度低、活性強等特點，對大氣環(huán)境造成嚴重污染，也是大家最深惡痛決的污染；據(jù)統(tǒng)計，水體中所含有的VOCs 已超過2000 種，其中200多種對人體有害；土壤中的VOCs 具有隱蔽性、潛伏性、不可逆性等復雜特征，可在土壤中長期累積，在土壤中滯留或通過揮發(fā)擴散等進入空氣、水體中，對環(huán)境造成極大危害。

2 環(huán)境中揮發(fā)性有機物監(jiān)測及分析方法

揮發(fā)性有機物對環(huán)境以及人體健康構(gòu)成極大的威脅，因此，應(yīng)加強對環(huán)境中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測，在不同環(huán)境下的揮發(fā)性有機物所采用的檢測分析方法也有所不同。在大氣VOCs 監(jiān)測中，主要有《GB11737—1989 居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗標準方法氣相色譜法》《HJ 644-2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機物的測定 吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法》《HJ 645-2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性鹵代烴的測定 活性炭吸附-二硫化碳解吸氣相色譜法》等方法；水體中VOCs 監(jiān)測，主要有《HJ 639-2012 水質(zhì) 揮發(fā)性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法》《HJ 686—2014水質(zhì)揮發(fā)性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜法》《HJ 620—2011水質(zhì)揮發(fā)性鹵代烴的測定 頂空氣相色譜法》等方法；土壤中VOCs 監(jiān)測，主要有《HJ 605—2011土壤和沉積物揮發(fā)性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜一質(zhì)譜法》和《HJ 642—2013土壤和沉積物揮發(fā)性有機物的測定 頂空/氣相色譜一質(zhì)譜法》等方法。

揮發(fā)性有機物的檢測方法眾多，具體應(yīng)根據(jù)實際情況選擇適宜的方法，從而提供準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。對常規(guī)VOCs 分離與檢測方法常用的有氣相色譜法（GC），該方法具有效率高、速度快、監(jiān)測范圍廣、靈敏度高等優(yōu)點，是分析VOCs 的重要手段之一。檢測器通常使用氫火焰離子化檢測器（FID）、電子捕獲檢測器（ECD）、光離子化檢測器（PID）和質(zhì)譜檢測器（MSD）。GC/FID，氫火焰離子化檢測器（FID）是一種通用型檢測器，是氣相色譜中最常用的檢測器，具有靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性好、響應(yīng)迅速等優(yōu)點，被廣泛用于揮發(fā)性碳氫化合物和許多含碳有機物的檢測；GC/MSD，由于質(zhì)譜具有更高的靈敏度，較強的定性能力以及能夠提供相對分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息等優(yōu)勢，改善了氣相色譜定性的局限性，現(xiàn)在氣相色譜-質(zhì)譜法（GC/MS）越來越廣泛被應(yīng)用于環(huán)境中VOCs 的檢測。此外，飛行時間質(zhì)譜（Time of Flight Mass Spectrometer，TOF/MS）、全二位氣相色譜（Comprehensive two-dimensional GC，GCxGC ）[2]、串聯(lián)質(zhì)譜（Tandem MS，MS/MS）由于其高靈敏度、快速、準確等優(yōu)越性，已被應(yīng)用于環(huán)境中VOCs檢測，但由于價格昂貴，普通氣相色譜法（GC）和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC/MS）仍是目前環(huán)境中VOCs的主要分析方法[3]。

環(huán)境中VOCs濃度很低，比如水體中VOCs濃度通常處于ng/L或ug/L的水平，遠低于GC直接進樣的儀器檢出限，因此，環(huán)境中VOCs檢測除儀器分析方法的選擇外，最重要的還在于對環(huán)境樣品有效的前處理富集。目前環(huán)境中VOCs常見的前處理富集方法有：溶劑解吸法、低溫預濃縮-熱解吸法、液-液萃取（LLE）、吹掃捕集（P&T;）、靜態(tài)頂空（SHS）、固相微萃取（SPME）等方法。其中最常用的是溶劑解吸法、P&T;和熱脫附 （TD）法。其中吹掃捕集適用于易揮發(fā)、非極性的有機物前處理富集。該方法是US EPA Method 502.2推薦方法，適用于不同水源水中VOCs 的前處理富集，與GC/MS聯(lián)用是目前水體中VOCs檢測的首選方法[4]。

3 總結(jié)

環(huán)境樣品中的揮發(fā)性有機物其成分極其復雜，不同類型化合物性質(zhì)各異，對環(huán)境中VOCs的監(jiān)測和分析，應(yīng)根據(jù)硬件條件、操作經(jīng)驗和相關(guān)的標準選擇前處理以及分析方法，開展分析測試工作，使獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時、準確、全面地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]王麗琴，李博偉，黃宇，何世恒，薛永剛，曹軍驥.環(huán)境中揮發(fā)性有機物監(jiān)測及分析方法[J].地球環(huán)境學報，2016，7（02）：130‐139+182.

[2]王瑛，徐曉斌，毛婷等.大氣有機物熱脫附-全二維氣相色譜-火焰離子化分析方法[J].中國科學（化學）， 2012，42（2）：164-174.

[3]李哲民.環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的測定方法探討[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2012（7）：54-58.

[4]Chary N S，F(xiàn)ernandez-Alba A R.Determination of volatile organic compounds in drinking and environmental waters[J].Trends in Analytical Chemistry，2012（32）：60-75.

收稿日期：2018-05-02

作者簡介：林琳（1981-），女，本科，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測分析。