潘婷
苏交科环境与健康检测研究所江苏有限公司 江苏南京 210000
摘要：大气中的挥发性有机物是一种具有严重污染性的有害物质，英文名称为Volatile Organic Compounds，简称为VOCs。VOCs的种类繁多，包括多种烃状化合物，醛、酮等含氧有机化合物和非甲烷碳氢化合物等。对大气中VOCs含量的检测越来越引起重视。本文主要介绍了三种检测VOCs的方法，即：气象色谱法，TOFMS技术和PTR-MS技术。对它们各自的检测原理、特点、优缺点分别进行了阐述。最后，对这三种检测方法在我国的应用进行了简要的分析。
关键词：VOCs；检测技术；控制标准
一．VOCs的来源及危害
大气中的挥发性有机物是一种具有严重污染性的有害物质，英文名称为Volatile Organic Compounds，简称为VOCs。VOCs是一种有机化合物，这些有机物的熔点很低，低于室温，沸点范围在50～260℃之间，当大气压强超过133.32Pa时，它就会变成气体的形态游离于大气中。VOCs的种类繁多，包括多种烃状化合物，醛、酮等含氧有机化合物和非甲烷碳氢化合物等。大气中本身就存在着一小部分的VOCs，着部分的含量远在标准之下，不会对人类造成威胁。但是人类日常生活中产生的VOCs就远远超过规定的标准，其中油漆、工厂废气、汽车尾气的含量最多。另外，装修材料和新制作好的家具中也会产生少量的VOC。
VOCs能够参与大气中的光化学反应生成新的污染物，对大气造成二次污染，例如PM2.5和O3。
根据中国环境保护局近几年的公布的数据显示，对大气污染最严重的污染物就是PM2.5，占到了将近60%；其次，就是O3，占到了20%。以PM2.5和O3为首的污染物几乎可以说是对大气污染最大的污染物，对大气的污染远超其他的污染物。在国外，PM2.5和O3也是令环境保护局十分头疼的问题，英国大多数城市的PM2.5超过了标准；德国大部分地区的PM2.5含量虽说比英国的情况好些，但是也超过了国家环保局规定的标准。
二．VOCs的检测技术
1.气相色谱法
气相色谱法是来检测VOCs的主要方法。作为色谱法的一种，气相色谱法包括流动气相和固定相这两个要素。由于使用吸附剂性质的不同，又可以将固定相分为气固色谱和气液色谱。气固色谱是把固体吸附剂用作固定相，而气液色谱是把涂有固定液的单体用作固定相。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，气固色谱属于吸附色谱，吸附剂为固定相，由于气液色谱是把涂有固定液的单体用作固定相，没有吸附剂，所以气液色谱属于分配色谱。在实际的检测实验过程中，气相色谱需要使用到玻璃材质的管柱，根据使用性质的不同，又可分为一般填充柱和毛细管柱两种类型。一般填充柱直径较大，在2-6mm之间，用来装固定相。毛细管柱的内部口径较小，有0.1-0.5mm不同的规格，在他它的内壁上可以直接涂上固定液。在实际实验中，由于气液色谱具有可选择性高，测量结果准确，灵敏度高，耗费时间短，操作简便，适用范围广等特点，因此，气相色谱法主要使用的是气液色谱，几乎很少使用气固色谱。它工作的原理是不同物质的沸点、吸附性等的不同，从而将它们在混合物中一一提取出来。
2.TOFMS技术
TOFMS技术是用来检测VOCs的另一种方法，它的工作原理是利用质子、离子所带电荷以及质量的不同，通过控制电场的影响，继而各种不同的质子离子在电场中的运动时间会有差别，对其运动时间分别进行统计就可利用运动时间的不同将它们逐个分离出来。与气象色谱法相比，TOFMS技术具有耗时短，所用工具少，检测结果更加准确的优点。它甚至可以在几分钟内得出精确的检测结果。但是TOFMS技术也有这很大的缺点，由于在检测过程中需要对电场加以控制，因此它会受到一些磁场的影响。即便是一个微型磁场，也可能会对检测结果造成很大的影响。此外，空气中存在着大量的离子，这些离子也会对实验带来干扰。进而会增加检测结果质谱图的复杂性，加大的检测人员的筛选工作。
3.PTR-MS技术
PTR-MS技术是一种全新的检测VOCs的技术，能够对空气中的挥发性有机物进行实时检测。它和TOFMS技术最大的区别就是：PTR-MS技术不仅使用电离的工作原理，而且还使用了流动漂浮模型，把两者完美的结合起来。使用PTR-MS技术对空气中的挥发性有机物进行检测能够达到实时取样，能够及时获得检测结果的效果。具有节省时间、灵敏度高、干扰因素少的特点。在对汽车尾气VOCs含量的检测中，采用PTR-MS技术能够达到事半功倍的效果。目前，PTR-MS技术逐渐被各国的环境保护局所采用。
三．VOCs检测技术在我国的应用
为实施对全国空气质量的实时监测，我国不惜耗费巨资投资建设能够覆盖全国30多个省、将近400个城市的国家空气质量监测网。自2015年后全国各地的监测站开始对VOCs进行监测，其中位于青岛的站点率先对VOCs进行监测，监测的内容包括烷烃、芳香烃、烯烃等化合物。在早期的检测中，我国的检测站主要采用气象色谱法进行检测，投入巨大的人力物力，取得的结果也不是很理想。后来逐渐转为使用TOFMS技术和PTR-MS技术来监测，在节省人力物力的同时，得到的检测结果也更加精确。近几年大气检测站的检测报告显示，全国大部分地区空气中挥发性有机物的含量都在一个合理的标准之下。
参考文献：
[1]杜微，王姣，孙亚琴. 大气中挥发性有机物监测技术与控制现状研究[J]. 科技与创新，2018（18）：18-19.
[2]李莉娜，尤洋，赵银慧，潘本锋. 我国大气中挥发性有机物监测与控制现状分析[J]. 环境保护，2017，45（13）：26-29.
论文作者:潘婷
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/26
标签：色谱论文; 大气论文; 有机物论文; 挥发性论文; 技术论文; 色谱法论文; 吸附剂论文; 《建筑细部》2018年第28期论文;