环境检测中挥发性有机物检测方法的合理运用

环境检测中挥发性有机物检测方法的合理运用

傅海霞 ,余莉琳 ,余煜龙

浙江瀚川环保科技股份有限公司

摘要：近几年，汽车尾气的排放总量在逐年上升，尾气污染事故也在上升，尾气污染问题已经对人民群众的日常生活造成了很大的冲击。它对人们的身体和身体都有很大的影响，所以有关部门应加大对它的监测和管理力度。本文以现实状况为基础，探讨了在环境检测中，挥发性有机物检测技术、检测对策及应注意的问题，并给出了自己的看法与建议，以提供一些可资参考的信息。

关键词：环境检测 ；挥发性有机物检测 ；检测方法 ；注意事项

引言：目前，国内对 VOCs定义为：室温饱和蒸汽压力超过70 Pa，大气压力低于260摄氏度，沸点低于260摄氏度，或20摄氏度时蒸汽压力超过10 Pa，易挥发的所有 VOCs。主要包括：含氮有机化合物，含氧有机化合物，含硫有机化合物，以及无甲烷烃类等。VOCs是一种重要的环境污染物，可通过 VOCs对大气中的二次气溶胶及臭氧的生成起到重要作用。近年来， VOCs在我国的应用越来越广泛。以下将对挥发性有机化合物的测定技术和测定时应考虑的问题进行详细的分析。

一、挥发性有机物来源、危害简析

（一）来源

挥发性有机物主要来源于自然排放与人为排放，自然排放主要包括植物活动与生物分解活动；人为排放包括化学品制造、汽车尾气、工厂生产等。

（二）危害

VOCs具有很大的污染和对生态和人类健康的危害。已有的实验结果显示， VOCs对人体的神经系统、内分泌系统和心血管系统均有危害；对消化道和呼吸道都有一定的损害。比如过度使用丙酮会对眼睛造成损害，还会对呼吸系统和神经系统造成一定的刺激。过多的二硫化碳会对人类的心脏和神经产生严重的损害。甲醛具有致癌性，如果摄入太多的甲醛，会对气道造成很大的伤害。三氯甲烷不仅会对人体的心、肝、肾等器官造成伤害，还会对人体的神经造成麻木。VOCs对人类的身体和生态环境都造成了很大的影响。经调查发现，挥发性气体会对土壤环境、大气环境、水体环境等产生不同程度的污染，在其光化学反应的影响下，挥发性气体会对其产生影响，从而对其进行破坏，从而导致了地球生态问题的恶化。

二、环境检测中挥发性有机物检测的常见方法

（一）高效液相色谱法(HPLC)

HPLC是现代分析技术中最为经典、应用最为广泛的 VOCs分析技术。它可以在低温条件下进行工作，除了气态和挥发性液态物质之外，其它溶解在溶液中的物质都可以被用来做液相层析，在不稳定物质、离子态物质、大分子物质等方面起到了很好的应用效果。

HPLC分析方法在工业原料，农药，染料等方面有着广泛的应用。核酸，天然有机质，生物样品；用于对有机体代谢产物，血液及血清，合成高分子等样本进行检测。该方法使用的是一种在3-10µ m范围内具有较宽分散度的、具有较好吸附性能的固定相，其分离性能可达到一米可达到上千乃至数万个理论塔盘。通过使用高压输液系统，可以将具有不同极性的单个溶剂，或者是以一定的比率的混合溶剂，以及缓冲液等流动相泵入到一个带有固定相的色谱柱中，在将柱子中的各个组分进行分离之后，再将这些组分送入到一个检测器中进行测定，这样就可以对样品进行分析了。本发明是一种以液相色谱仪为核心，以紫外检测器为核心，以紫外检测器为核心，采用与紫外检测器相连的液相柱，或采用C-18反相色谱柱与检测器及旋光检测器串联，以达到对环境样品中 VOCs的检测。在实践中，两种检验方式的效果基本一致，但采用何种检验方式则要视检验机构的检验仪器而定。

随著科技的进步，目前已有一些改型，如反相和正相等的微柱型 HPLC已被研制出来。常见的检测器包括折射式检测器，紫外-可见分光度检测器，荧光检测器，电导检测器等，这些检测器都是比较常见的检测器。

（二）气相色谱法(GC)

简单地说， GC是一种以气体为流动相的色谱仪。根据固定相的状态，将其分为两种。后者采用了具有一定孔结构的固态物质作为色谱柱，可以实现对某些常温气体及低沸点物质的高效分离。但是，在气相色谱中，它的固定相属于液体，它的主要作用是将其应用于高沸点的有机化合物惰性载体上，在450℃之下，具有1,5~10 kPa的蒸汽压，并且具有良好的热稳定性的有机及无机化合物，它们都适合于进行这种方法的分离。在此过程中，要保证固定液的热稳定性和化学稳定性，避免聚合、交联、分解等现象的发生，并保持一定的水蒸气压，避免固定液的损失。与 HPLC不同， GC依靠标定（参照物）。然而，该技术还具有其它一些优势，如 HPLC, HPLC, HPLC, HPLC。比如：相对于 GC, GC对 VOCs的灵敏性更高（也就是较低的检出下限），对二元和三元化合物的识别能力也较强。在具体测定时，采用DB-5 (30 m×0.25 mm id、025微米厚度）柱子。采用1.4毫升/分钟的柱流速度，并采用1:50分离。所设定的温度是40摄氏度/5分钟，之后调整到20摄氏度/分钟，320摄氏度维持3分钟。将试样于40摄氏度时注射，延时5秒，将试样以60摄氏度/秒的速率加热到120摄氏度，并于120摄氏度停留1分钟，再以60摄氏度/分钟的速率再升到500摄氏度进行热解。在一分钟的裂开之后，对于其余的操作，将其冷却到300摄氏度。在70电子伏特的条件下，该电极的扫描速度为0.3秒。热源为200摄氏度，接触面为280摄氏度。

（三）质谱法(MS)

质谱法（MS）是用电场和磁场将移动的离子，根据其质量电荷率将其分开，然后再进行测定的一种方法。目前的质谱可以对大部分元素进行解析。在此基础上，利用载气与大气气体及底物离子的交互作用，实现了多原子干涉。当有富集的样本基体时，多原子干涉会对被测物质的信号产生显著的抑制作用。该现象被普遍认为是由于离子束中存在的空间电荷所致，即在离子束中，正向被测物质被高正电荷所排斥，从而导致了该现象的发生。这些扰动一般可采用内标法或在测定之前从被测定物质中分离出基体。所以。目前，质谱技术在 VOCs分析领域的应用，多集中于对低浓度（70%) VOCs的分析。在实践中，质谱易于与样本联用，且能对全质谱进行快速检测。当全部样本很快就会用完时，这一点就特别重要了。

三、挥发性有机物检测注意事项

（一）合理选择与应用检测技术

在进行挥发性有机物检测工作的时候，要根据检测地点、检测环境、检测质量要求等因素来制定切实可行的技术方案，并选用一种比较先进、比较适合的检测技术，从而提升检测质量。

另外，也应选用适当的测试设备。在使用 GC方法进行 VOCs分析时，仪器起着非常重要的作用，它的准确度和灵敏度直接关系到 VOCs分析的结果。所以，在检验时，要依据检验项目的内容，检验精度的要求，等来选用最好的检测装置。当前市场上已有多种测试设备，其中有些设备存在着较为突出的缺点。在检验工作中应结合具体的条件，选用合适的检验方法。PCGC-TOF联用检测技术，能对大气中挥发性有机污染物进行持续、动态的检测。这类监测仪的使用非常普遍，许多气象站、环境监测站和化学厂都使用了它。PCGC-TOF在线分析仪器具有高精度和强功能，同时具有定性和定量分析的能力，因此检测结果相对精确。可以在实践中考虑采用。

（二）完善检测工作队伍

对挥发性有机物进行检测具有很高的技术性、时间性和协调性，在检测过程中，没有强大的组织和高效的工作流程，无法实现目标。为此，在 VOCs监测工作中，应健全机构，成立 VOCs监测的领导和执行机构；领导组主要进行工作的统筹和决定，日常测试工作则由执行组进行。从事 VOC测试工作的工作人员，应当对 VOC测试工作中的各个方面进行准确的了解，了解 VOC测试的相关规定，掌握 VOC测试的工作程序以及应采取的一些措施；对这项工作持续进行的理解。检验工作必须统一思想，提高认识，对检验工作负有责任。

检测人员的素质、专业水平等都会对检测准确度产生很大的影响，目前应该对挥发性有机物检测队伍进行改进，提升他们的业务能力和专业水平，从而为检测工作提供保证。检验机构应当选择资质好，能力强，经验丰富的合格企业；认真负责的测试工作，保证测试速度和品质的提高。另外，在日常生活中，还应加大对检验操作工人的训练力度，并对他们进行经常性的训练，以提高他们的责任心；为检验工作奠定良好的理论和实践基础。在对挥发性有机物进行检测的时候，检测单位要强化对检测人员的监管，要对其工作中存在的懈怠现象进行及时的识别和教育，使其能够对检测工作产生足够的重视。对于某些检验工作中出现的不规范的操作，检验机构要进行教育和批判，并及时进行纠正，以免对检验结果造成不良的后果。

（三）注重检测仪器的运维管理

在对挥发性有机物进行检测作业时，要依据特定的作业内容、作业要求、作业方式等，选用适当的检测工具，为对挥发性有机物进行检测奠定良好的基础，保证对挥发性有机物进行检测。同时，也要加强对仪表的维护和维护工作。减少了仪表设备发生故障或准确度不足的概率，减少了仪表设备因素对检测质量的不利影响。为了保证挥发性有机物检测仪器设备的安全稳定工作，必须要有一套完善的操作管理体系作为保证。在检验过程中，检验单位应结合检验仪器设备的实际操作和管理状况，进一步健全检验仪器设备的操作和管理体系，并以此来推动检验工作的规范化和标准化。具体地说，检测单位要建立以下几个基础制度：一是仪表设备专人管理，对挥发性有机物检测中的一切仪表设备与装置，都要有专门的工作人员进行操作，其他检测人员不得干涉仪表设备的运行与管理工作。在测试过程中，如果出现了仪表和装置的问题，必须做好登记，并报告给相关的专家进行修理，不可自行拆装。对新购置的各种仪器和测试设备，必须进行测试，测试合格后方可进行测试。所有的测量数据都是事先调整好的，在测试的时候，没有人可以调整，也没有人可以调整。在测试过程中，应做好相应的防护工作。

在对挥发性有机物进行检测的过程中，要根据国家的政策要求与法律规定，并与行业技术标准和仪器设备的运作状况相联系，构建出一个健全的管理体系，并制定出一个具体而全面的管理细则。并对现场的运营管理系统进行了进一步的优化和改进，从而从本质上提高了仪器设备的运营管理水平，从而保证了仪器设备的安全、稳定地运转。建立了一套规范的仪表设备运行管理系统，该系统应当包含了仪表设备运行数据记录的要求，设备运行维护的操作方法，以及仪表设备运行质量的检验标准等内容。在仪器设备的使用过程中，专业人员要严格遵守技术要求规范，展开运行巡视、维护检修及检测等各项工作，通过及时、全面的巡视和检查，对仪器设备的运行状况进行全面的了解，及时地发现问题，并对问题进行解决，避免出现问题。

结论：总之， VOCs的测定是环境监测中的一个关键环节，它的测定对环境问题的治理和生态环境的保护都有着非常大的作用。当前，国际上对 VOCs的测定有多种技术手段，在实际操作中，应结合实际，选用适当的测定技术和测定仪器，确保测定的结果。此外，在对 VOC进行监测时，应加强对人员的培训，对仪器设备的运行管理，对外部环境进行调研和分析，尽量减少内外环境对 VOC监测的影响。在做好对挥发性有机物进行检测的同时，相关部门也要将重点放在对挥发性有机物的排放控制和污染防治上，将各种资源进行整合，协调多个方面的力量，创造出一个健全的管理体系，持续地对生态环境进行改善。

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