空气中挥发性有机物的分析技术及其进展

2016-02-08宋倩

资源节约与环保 2016年1期

关键词：质谱法气相分析方法

宋倩

（新疆生产建设兵团环境监测中心站新疆乌鲁木齐830011）

空气中挥发性有机物的分析技术及其进展

宋倩

（新疆生产建设兵团环境监测中心站新疆乌鲁木齐830011）

挥发性有机物是大气中普遍存在的一类有机物。本文对其分析方法进行了综述，并提出了今后的研究方向。

空气；挥发性有机物；分析方法

1 空气中VOCs的危害

随着社会经济的不断发展，环境问题越来越引起人们的重视，成为全人类共同关注的重大问题之一。在众多的环境污染物中，挥发性有机污染物（VOCs）受到了各国环境工作者的关注。

挥发性有机物是大气中普遍存在的一类有机化合物，具有相对分子量小、沸点较低、饱和蒸气压较高、亨利常数较大等特征。空气是人们维持生命的重要物质，也是挥发性有机物残留的主要环境介质。空气中的VOCs可以通过生物富集和食物链对人体健康产生危害，因此，VOCs是评价空气质量的重要指标之一。现今，由于煤、石油和天然气等资源的开发利用，使得大气中的挥发性有机物的种类越来越多，大气降解成分也越来越复杂，对环境与气候的影响也越来越显著。因此，迫切需要对大气中的挥发性有机物进行系统且有效的监测研究。但是由于空气中污染物的含量极微，因此建立一种有效、可靠、实用的分析空气中VOCs的方法是十分必要的。这有利于了解空气中VOCs的迁移、转化规律，对空气中VOCs的防治和控制提供依据具有十分重要的意义。

2 空气中挥发性有机物的分析方法

2.1 气相色谱法

气相色谱法（GC）是一种有效分离并测定多组分混合物的分析方法，它是利用不同物质在不同的两相（固定相和流动相）中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起运动，并在两相中进行反复多次分配，使不同组分得以完全分离。气相色谱法具有分离效率高、选择性好、灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点。

气相色谱法对组分直接进行定性分析时，必须要建立相同条件下的标准物质峰的保留时间等信息，并与分析物质峰相对照，或者是与质谱检测器联用，才能得到肯定的结果。在进行定量分析时，常常需要用已知的纯标准物质对信号进行校正。

2.2 气相色谱-质谱联用法

气相色谱-质谱法（GC-MS）是在气相色谱法基础上发展起来的一种新的联用分析技术，它是基于气相色谱高效分离能力，结合质谱检测器的准确鉴定能力而发展起来的一种分析方法。通过联用技术，配上合适的预处理手段等，气相色谱-质谱法可以对环境样品中的挥发性有机化合物进行准确的定性和定量分析。

随着质谱仪的发展，在电子电离源质谱（EIMS）的基础上，出现了离子阱质谱（ITMS）、质子转移反应质谱（PTR-MS）、正化学电离源质谱（PCIMS）、负化学电离源质谱（NCIMS）、飞行时间质谱（TOF）等。金顺平等[1]采用PTR-MS对痕量VOCs进行在线检测。董璨等[2]介绍了化学电离质谱在大气痕量物种如挥发性有机物的原位测量中的应用。侯可勇等[3]探讨了飞行时间质谱仪的质子转移电离实现了可挥发性有机物的高灵敏度分析。王天舒[4]介绍了选择离子流动管质谱（SIFT-MS）用于分析空气中的各种烃类、醇类等化合物，和食品中的VOCs。

2.3 其他分析方法

2.3.1 荧光分光光度法

荧光分光光度法是利用物质吸收较短波长的光能后发射较长波长特征光谱的性质，对物质定性或定量分析的方法。Fan等利用荧光法测定大气中的甲醛，当采样速度为1.4 L·min-1时，气相甲醛的检测限为9 ng。

2.3.2 薄膜导入质谱法

薄膜导入质谱法是指利用特殊材料制成的薄膜，将被测物质与干扰介质分离，使被测物质直接进入离子源进行质谱测定的一种方法。Cisper等采用两段膜采样系统和离子捕集谱仪直接分析了空气中的挥发性有机物。

2.3.3 反射光谱法

反射光谱法是指在入射角大于临界角的情况下，将试样放在折射率较高的透明介质的界面上，测量界面的反射光（一次或多次）并记录光谱的一种方法。Reichl D等用反射干涉光谱法监测空气中的挥发性有机化合物。其他的分析方法还有红外光谱法（FTIR）、离子色谱法（IC）等。