環境檢測中揮發性有機物檢測方法研究

陳利群，聶美霞，張 婷，周 彬

(嘉興求源檢測技術有限公司，浙江 嘉興 314000)

大氣環境中揮發性有機化合物的含量一般都很低，但有機化合物的組成卻非常復雜。因此，為了獲得更準確的質量檢測結果，實驗室人員必須改善實驗條件，選取更高精度的儀器，采用更為嚴謹的對策，使數據具有更高的參考價值。在全世界科學技術快速發展的背景下，新的科學成果不斷涌現，站在一個新的起點上，環境檢測中揮發性有機化合物檢測方法的水平也有了很大的發展，科研人員的研究工作也應該更加深入。

1 檢測揮發性有機物的方式

1.1 環境檢測中VOCs的樣品采集

在進行成分鑒定時，空氣中VOCs樣品的采集環節具有基礎性作用。在大氣環境中，VOCs的含量不多，具有易揮發性，且成分復雜。在此情況下，研究人員應在尊重實際情況的基礎下，仔細選擇采樣方法，為后續測定工作能有效快速地實施且獲得有價值的信息提供保障。

1.1.1 采樣方法介紹

VOCs采樣方法有直接采樣、動力采樣、被動式采樣三種類別。以直接采樣法為例，這種方法包含了聚合物袋法、玻璃容器法、不銹鋼采樣罐補集法等。聚合物袋法的好處在于其不僅操作簡單，不只局限于專業人員，而且使用效果非常好，成本也十分低廉，但在滲透過程中可能會帶來不可忽視的樣品泄露，并且會缺失很多樣品成分，從而造成嚴重的環境污染。樣品裝在玻璃容器里，清潔過程較為繁瑣，所以需要研究人員非常專注和細心。清洗步驟也較為專業，需要采樣人員具備上崗資質。同時，容器采用玻璃材質會使得體積較大，而且極易產生破裂狀況，存在一定局限性，因此它在儲存和運輸上有非常嚴格而細致的保護要求。有一點值得注意，由于針筒的特點，樣品存儲在其中可能會有所損失，因為筒壁內部有極大的可能性會附著目標化合物，從而使得樣品的含量嚴重損失。不銹鋼采樣罐捕集法是美國EPA所認可的較多使用的方式。這種方法更常被用于研究非極性物質組成的實驗上，以避免吸附劑使用過程中出現棘手問題，或影響分析過程和分析結果。值得一提的是，為了更好地保持樣品的完整性，這種方法是非常合適，它使用滲透或光來保持所采集樣品的穩定性，從而提高了回收率。但它也有價格較高的缺點，并且在清洗容器的環節需要研究人員十分專注，在制作和準備標本的時候，也需要投入極大的注意力，因此會耗損大量的時間成本。

一般而言，利用吸附采樣方法測定VOCs更適用于室外環境，吸附劑要求擁有吸附量大、收集迅速且化學性質穩固等特點，通常情況下在正常溫度里不會與另外的物質發生相互作用。吸附劑分為有機和無機兩個類別，第二種里最多出現的是具有表面積大、吸附能力好等特征的活性炭等，這類吸附劑熱穩定性好，但是它們有時也可能發生無法改變的分離解散，又或者發生不可逆的吸附作用，例如當脫附不完全或者利用極性化合物時。通常來說，吸附劑擁有較強的吸水性，但若是對樣品采取熱解吸附，FID檢測器可能會滅火，原因在于活性炭吸附的水分。因此選擇活性炭時，不應偏向選擇那些會生成水分的方式，從而使得實驗獲得更好的反應效果。熱解析是一個好的選擇。線下應優先選擇二硫化碳或是二氯甲烷溶解劑解析法。一般而言，粒狀活性炭與粉狀活性炭皆存在使用周期不長、再生效益低、容易對系統造成損害這些特點。這些年來，相關的科研人員不斷對活性炭進行深入的科研活動，研發出各種效益更高、反映效果更好的活性炭材料，實現了活性炭材料研發領域的巨大進步，并對之前的方式進行了極大的完善。在這之中，將活性炭有機纖維進行化學處理，因此其纖維性能最為優秀，使其吸附能力大為增強。總而言之，不管采用哪種采集方法，都有各自的優缺點，所以相關人員在采集過程中需仔細思考，避免出現諸如VOCs揮發與反應等損失極大的棘手問題。同時，科研人員可以在反應環境上多做改進，提高樣品采集與存放條件的水平[1]，其中應關注風速、溫度等因素。為了提升其吸附效率，應特別關注揮發性物質的易揮發性。

1.1.2 樣品預處理的方式

樣品預處理是檢測中極為關鍵的一個環節。有幾種使用頻率較高的方式，例如溶劑解析法、固相微萃取法等。在使用溶劑解析法時，CS2解析溶液使用頻率最高，采用這種方法解析出的溶液比樣品所需的容器更大，所以解析靈敏度常常會受到影響。在采取這種方法的同時，會富集環境中收集到的樣品，因此樣品分析結果會產生一些大的誤差，降低最終結果的價值。技術人員更偏愛運用熱解析方法，因為它具有更多優點，比如說效果更優、反應更靈敏、可回收再次利用的效益高，這都使它超越了溶劑解析法的功效。但它也有一些不足，首先它無法重復分析，因此樣品回收率較低。而固相微萃取法有操作輕松的優勢，并且不要求配備大量的溶劑，成本較低，但它依然存在檢測步驟比較繁瑣的不足，可能使得試驗的重現性變差，被分析物散失明顯。綜上所述，不同的分析方法都有各自的優點和缺點，效果也不可能是完美的，這就要求相關技術人員增強創新能力，促進技術的改良升級，彌補傳統技術的不足。

1.2 環境檢測中的VOCs分析

環境VOCs分析有多種常用方法。其中，氣相色譜法取得了最為快速的發展，該方法檢測精準，性價比高，因而應用廣泛，也獲得了很多好評，研究人員可將其應用于一些具體的研究分析當中。氣相色譜法的優點在于成效好、效率高，且選擇能力強，分析速度快等。氣相色譜分析的檢測器包括火焰離子化檢測器（FID）和電子捕獲檢測器（ECD）。該方法具有更好的分析能力，對未進行分離的色譜峰反應快速，能夠更好地鑒定其性質，因此在痕量物質檢測中最為常用。當今社會，科學技術得到飛速發展，推動了氣相色譜法操作流程的完善升級，使其能夠對混合后的物體采取更加有效的檢驗與測試并開展進一步的研究分析，因而得出的結論精確性較高，參考性較好。

1.3 VOCs所使用的技術

飛行時間質譜技術、傅里葉變換紅外光譜技術、激光光譜技術等這幾種技術都屬于VOCs在線監測方法的范疇之內，雖然其在技術投入使用時成效顯著，但是依然具有很多局限性，例如某些監測技術要求機器和材料的材質較好，因此價格偏高，同時占用的空間過大，而且不容易維護。值得注意的一點是，雖然調諧激光吸收光譜在線監測技術具有顯著的優點，也得到了較好的用戶評價，但在技術開發方面，它依然有一些不足之處，同時某些限制性因素還會影響用戶的使用，對檢測工作的開展產生不利的影響。在檢測VOCs方面，氣相色譜法和氣相色譜-質譜法精確率很高，但同樣的，在使用時存在著一些技術層面上的不完善，例如監測分析結果不準確、復雜度高的樣品所需要的預處理的時間和物質成本都較高等。另外，裝配和轉移樣品的過程也需要特別注意，因為具有容易損壞的特點，所以在運輸過程中一定要配備專業人員，否則樣品很容易損壞，這不僅導致了最終檢測結果難以達到預期的效果，還會在很大程度上對樣品檢測數量造成影響，所以在這一方面，時間和物質成本的投入極大[2]。總之，在社會的不斷發展過程中，人們必須適應技術變革的需求，要深入研究并加強創新能力，這樣才能不斷提高環境檢測的精確性和準確性。

2 我國適用的檢測方法

在對樣品進行具體分析的過程中，實驗室較為常用的檢測方法是氣相色譜法和氣相色譜-質譜法，兩者都是基于利用富集空氣中的低濃度VOCs的原理實施的，使其含量在達到固定的檢測標準后，保障測定結果具有更好的參考價值，從而在環境VOCs成分檢測中獲得更好的測定結果。這兩種檢測方法的優點是對環境的適用性較為優良，原因在于，樣品采集和富集皆使用了罐采樣／冷凍預濃縮法，從而使其擁有更好的成果[3]。但這類檢測方法也有缺點，首先是需要非常大的設備方面的投入，同時它還要求配備使用液態氮，這在部分地區難以獲取。

3 結論

如今，隨著科學技術越來越快地發展，揮發性有機化合物含量的檢測技術也變得越來越專業，如GC和GC-MS、HPLC相比，這種樣品的檢測方法更準確。同時，人們應提高揮發性有機化合物檢測對環境的有效性和應用性，還要重視環境治理工作。因此，相關人員在進行這類實驗的過程中，應注意以保護生態環境、居民生活環境為目標，在進行更好地控制的前提下，盡量避免誤差，提高數據的精確度。揮發性有機化合物的檢測實驗為今后的相關工作提供了更多新的、有效的思路，從而能更好地為我國資源工作作出貢獻。