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【深度热点】蓝天保卫战中关于VOCs的国内外检测技术都有哪些?

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2018-06-12 14:21
来源:实验与分析
实验与分析
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  6月7日生态环境部印发了《2018-2019年蓝天保卫战重点区域强化督查方案》,将于6月11日启动强化督查。此次强化督查将持续到明年4月底,共计动用约1.8万人次,覆盖京津冀及周边、长三角、汾渭平原等重点区域。

  在我国,VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物,是指常温下饱和蒸汽压大于133.32 Pa、常压下沸点在50~260℃以下的有机化合物,或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。是环境空气主要污染物之一,也是本次蓝天保卫战的主要监测污染物之一。

  VOCS的主要来源:

  VOCs主要来自工业过程、汽车排放以及溶剂的蒸发(来自EPA)

  国内外检测方法:

  国外空气中挥发性有机物的仪器方法主要为气相色谱法和气相色谱-质谱法。采样方式主要为容器捕集法、固体吸附剂采样法两大类。吸附剂又分为活性炭、担体(也称载体)和热脱附管等类。

  1美国环境保护署(EPA)方法

  美国环境保护署(EPA)针对环境空气中挥发性有机物汇编了标准方法体系《环境空气中有毒有机物分析方法》(第二版,1999年)。

  其中:

  TO—5 醛酮类化合物 高效液相色谱法

  TO-1方法采用Tenax吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对沸点在80~200℃的挥发性有机物,其目标化合物为苯等19种非极性VOCs

  TO-2方法采用碳分子筛吸附剂采样,GC/MS分析挥发性有机物,主要针对碳分子数较少,沸点在-15~120℃的非极性、非活性挥发性有机物,主要为氯乙烷等11种VOCs

  TO-14A采用罐采样,气相色谱法(或质谱法)测定环境空气中挥发性有机物,主要针对常见的42种挥发性有机物,该方法前处理采用渗透膜除水,除水时会损失部分极性化合物,同时对罐的惰性处理要求不高。

  TO-15采用罐采样,气相色谱-质谱法测定环境空气中挥发性有机物,其目标化合物比较多,有97种,此方法降低了水溶性VOCss的损失。可分析大多数挥发性有机物。

  TO-17采用吸附热解析测定环境空气中挥发性有机物,该方法不限吸附剂,不限目标化合物,对不同目标化合物吸附剂的选择及其使用作出相应指导。

  美国材料与测试协会(ASTM)方法D5466(空气中挥发性有机物的测定,罐采样方法)于2007年进行了修订,使用范围是环境空气、室内空气和工作场所。

  方法中样品的除水方式有两种:半渗透膜吸附、冷阱吸附后升温解吸。方法明确规定,如果使用半渗透膜除水,水溶性或者极性化合物损失很大,只能分析表1中的化合物。如果用冷阱除水,则可分析表2中化合物,检出限在0.10ppbv~1.01ppbv之间。

  表1美国材料与测试协会(ASTM)D5466方法目标化合物清单一

  表2美国材料与测试协会(ASTM)D5466方法目标化合物清单二

  2国际标准化组织(ISO)方法

  国际标准化组织关于环境空气中挥发性有机物分析测定有:ISO16017溶吸附管/热解吸/气相色谱仪法测定室内空气、环境空气和工作场所空气中挥发性有机物、ISO16200-2001溶剂解吸/毛细管气相色谱仪法测定工作场所空气中挥发性有机物,目前还没有罐采样的标准方法。

  4国内相关分析方法研究

  我国早期的分析方法中大多是固体吸附剂吸附-溶剂解吸-气相色谱法,吸附剂对空气样品有富集的作用,方法的检出限比较低,测定成本低,但存在采样时间长、吸附剂穿漏、解吸/解析效率以及二次污染等缺陷。

  固体吸附剂吸附—溶剂解析法

  1、HJ 584—2010 环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附_二硫化碳解吸-气相色谱法

  2、HJ645-2013 环境空气 挥发性卤代烃的测定 活性炭吸附-二硫化碳解吸气相色谱法

  3、HJ638-2014 环境空气 醛、酮类化合物测定 高效液相色谱法

  固体吸附剂吸附—热脱附解析法

  1、HJ644-2013环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法

  2、HJ 583-2010 环境空气 苯系物的测定 固体吸附热脱附-气相色谱法

  3、HJ 734-2014 固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法

  气袋采集—直接进样法

  1、HJ 38-2017 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法

  2、HJ 604-2017 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法

  随着2015年《环境空气挥发性有机物的测定罐采样气相色谱-质谱法》(HJ759-2015)的颁布,我国开始采用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品,经冷阱浓缩,热解析后,进入色谱分离,质谱检测器检测。采样和分析方法上正逐步和国际先进方法接轨。

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