固體廢物中揮發性有機物現場快速測定分析

顧姣姣

摘要：固體廢物中揮發性有機物的排放不僅會加劇環境污染，還會破壞人體機能，威脅人的健康。為此，本文將對固體廢物中揮發性有機物的現場快速測定展開分析，希望確定揮發性有機物的種類及可能存在的污染問題，并采取有效的防控措施。本次研究中，選取頂空/氣相色譜-質譜法和吹掃捕集/氣相色譜-質譜法兩種方式，通過對實驗室加標固體樣品和實際固體廢物中揮發性有機物的測定，探討這兩種方式的有效性與否。

關鍵詞：固體廢物;揮發性有機物;快速檢測

目前，頂空/氣相色譜-質譜法能夠檢測水、土壤等區域內含有的揮發性有機物54種，但在揮發性有機物檢測前，需實施富集處理，頂空/氣相色譜-質譜法使用中對于定性定量的研究還未有準確報告，檢測中依然存在疑問。為此，本文就借助頂空/氣相色譜-質譜法和吹掃捕集/氣相色譜-質譜法的對比分析，了解其在現場快速檢測中的作用，希望加強固體廢物揮發性有機物的治理。

1 材料與方法

在測定階段，應做好試劑、儀器、條件及試驗方法的選擇，其選擇的準確性與適用性將會對測定結果有直接影響，因此，應重視測定前的準備工作，其具體內容如下：

1.1 試劑

選取每升2000毫克的揮發性有機物混合標樣作為主要試驗材料。內標物中包括氟苯、2-二氯苯-d4、甲醇為農殘級、無揮發性有機物空白石英砂，無揮發性有機物超純水。

1.2 儀器

本次研究中按照檢測技術的不同，選用設備儀器也各不相同。頂空/氣相色譜-質譜法中的設備儀器有：HAPSITE便攜式氣相色譜-質譜設備;SPB-1色譜柱，尺寸參數為30米*0.32米*1微米;外徑在29毫米、長度在81毫米，容積為40毫升的頂空瓶，其中頂空瓶的內襯以聚四氟乙烯莫的硅橡膠墊為主;TRACE氣相色譜-DSQ質譜;吹掃捕集/氣相色譜-質譜法中的儀器設備有：吹掃搜集設備，并搭配液固自動化進樣器;適應毛細管柱，尺寸參數為60米*0.2毫米*1.12微米;25毫升注射器;10微升微量注射器;40毫升頂空瓶。

1.3 分析條件

實驗室吹掃捕集/氣相色譜-質譜法的分析條件有：明確規定說明，獲取精準實驗數據。頂空/氣相色譜-質譜法的分析條件可概括如下：該方法重點是實現溫度管控，詳細記錄不同溫度下樣品變化特征及參數。其中溫度變化數值有50攝氏度、5-110攝氏度、15-180攝氏度這三個階段。50攝氏度下樣品要維持7分鐘，15-180攝氏度變化下樣品要維持80秒。檢測中的載氣控制在高純氮氣范圍內。質樸掃描范圍在45-280u之間。電力能量70eV，掃描周期控制在0.94秒。需要注意的是，頂空進樣器中，樣品的平衡溫度和傳輸線溫度均要控制在60攝氏度，加熱的平衡時間為20分鐘，冷卻1分鐘，進樣要在15秒內完成。

1.4 試驗方法

頂空/氣相色譜-質譜法的檢驗方法：

1.4.1 內標物溶液制作

取5克左右的空白石英砂子直接放入頂空瓶內，向內部添加20毫升左右的超純水及一定量的內標物，檢查混合后溶液的濃度，確定每升10微克即可將其作為檢測的內標物，密封保存。

1.4.2 標準曲線建立

在5個頂空瓶內分別放置5克的空白石英砂子，在其中加入揮發性有機物標樣和內標物，再加入20毫升水，混合后分別能夠得到每千克4、8、20、40、80微克濃度的混合標樣，而溶液中內標物的濃度控制在每升10微克標準數值。之后利用專業設備測定5個樣品，可獲得5個不同濃度的化合物數據，利用HAPSITE軟件完成標準曲線的制作。實際檢測作業中，操作模式與標準曲線建立模式類似，只不過在水添加過程中，會加入適量的標儲備液，以確保最終結果的準確性[1]。實驗室吹掃捕集/氣相色譜-質譜法試驗方法現有明確的參考文獻說明，嚴格按照文獻資料要求操作即可。

2? 結果與討論

在結果處理時，我們需要對相應內容進行分析與對比，例如固體樣品中揮發性有機物性能、頂空/氣相色譜-質譜標準曲線的時間有效性、固體廢物樣品的機體加標測定、未知固體廢物樣品中揮發有機物的測定，其對比結果內容如下：

2.1 固體樣品中揮發性有機物性能對比結果

按照上述分析條件和試驗方法，在頂空/氣相色譜-質譜法檢測中發現，化合物和內標物分離效果較好。為研究頂空/氣相色譜-質譜在含揮發性有機物固廢污染應急檢測中的數據有效性問題，對頂空/氣相色譜-質譜與吹掃捕集/氣相色譜-質譜測定固體樣品中，揮發性有機物的平均響應因子的相對標準偏差、準確度、精密度及檢出限予以比較。

2.2 頂空/氣相色譜-質譜標準曲線的時間有效性

環境污染存在突發性特征，在現場快速測定中，為增強測定結果準確性，需確定標準曲線時間有效性。為此，在本次研究中，就以苯系物和揮發性氯代烴的測定為例，了解頂空/氣相色譜-質譜法中揮發性有機物側定時，標準曲線時間有效性。測定中，分別選擇測定當天及3、7、14天這四個標段作為研究區域，選擇測定的化合物濃度分別為每千克8和40微克。最終測定結果顯示，3天時段內標準曲線的時間有效性最佳，兩種化合物的加標回收率分別為90%-120%和106%-116%;7天后有效性明顯下降，兩種化合物的加標回收率分別為67%-156%和61%-95%，基本滿足應急監測的要求;14天后，兩種化合物加標回收率為55%-237%和57%-176%，需重新作標準曲線。

2.3 固體廢物樣品的機體加標測定

利用頂空/氣相色譜-質譜法開展固體廢物樣品基體加標試驗中，選取實驗樣品均為5克，不過選取地點不同，一個從污水處理廠污泥采集，一個從化工廠污水處理后的污泥中采集[3]。采集的兩組樣品分別放入含有20毫升水的頂空瓶內，加入適量的揮發性有機物標儲備液和內標儲備液，按照上述分析要求開始測定。最終得出加標回收率在69%-145%，可以說準確性相對較高，且在測定過程中，并未因為實際固體廢物樣品復雜性對測定結果帶來任何影響。

2.4 未知固體廢物樣品中揮發有機物的測定

在某地海塘中發現未知固體廢物，氣味較大，對其行頂空/氣相色譜-質譜現場測定。按照固體廢物采樣技術要求，在現場展開樣品采集，采集數量為2個。采集到的樣品直接放入裝有20毫升超純水和內標物的頂空瓶內，做好密封處理。測定后的結果要與實驗室吹掃捕集/氣相色譜-質譜測定結果作對比分析。得出結論為：頂空/氣相色譜-質譜法的測定結果明顯高于實驗室吹掃捕集/氣相色譜-質譜法，但測定偏差未超出10%。所以在現場快速測定中，可采用頂空/氣相色譜-質譜法進行快速測定，科學判斷揮發性有機物的含量，編制防控措施。

3? 結語

根據上文對比分析可知，頂空/氣相色譜-質譜在固體廢物中揮發性有機物的現場快速測定中起到非常重要的作用，能夠加強測定結果準確性、可靠性，可以為污染治理提供科學依據，同時，為進一步處理固體廢物提供有利參考，值得廣泛的推廣與普及。為此，我們應在實際工作中加強頂空/氣相色譜-質譜在固體廢物中揮發性有機物的現場快速測定中的應用，以此為固體廢物的測定與處理提供參考與技術支持。

參考文獻：

[1]余紫燃，張良璞，吳纓.固體廢物中揮發性有機物檢測方法研究進展[J].安徽化工，2019，v.45;No.220（04）：6-9+19.

[2]趙曉光.固體廢物半揮發性有機物的測定[J].智能城市應用，2020（1）：21-28.

[3]黃宏，郭杰煌，竇文淵，等.頂空-氣相色譜法快速測定化工固體廢物中16種揮發性有機物[J].理化檢驗（化學分冊），2019，v.55（08）：54-60.

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