实验室常用的VOCs前处理与检测技术

　　除样品采集外，VOCs的检测技术的重点还在于样品的前处理和检测技术。而检测技术的日新月益对VOCs的检测、监控、减排有很大的促进作用。本次为您介绍实验室常用的VOCs检测技术。

　　样品预处理

　　VOCs的样品预处理方式：

　　溶剂解析法、低温预浓缩-热解吸法、固相微萃取法等。

　　1.1溶剂解吸法

　　传统的溶剂解吸法常用的解吸液为二硫化碳。这种方法虽然分析误差较大，但简单便捷。

　　1.2低温预浓缩-热解吸法

　　热解吸法具有较高的灵敏度、抗干扰，可以避免采用吸附剂时的穿漏、分解及解吸。可直接进样分析样品。灵敏度高，环保，样品保存时间长。

　　1.3固相微萃取法SPME

　　具有选择性高、操作简便的特点，VOCs的监测中应用逐渐增加。缺点是SPME是一个动态平衡过程，需要校正，适合于收集已知结构的化合物，缺点是重现性较差。

　　1.4低温冷阱样品富集

　　分为超低温制冷、电子制冷和液氮制冷法。

　　超低温制冷法(≤−150℃)将样品快速通过连接头进入自动进样系统，随后进入多级冷阱预浓缩系统进行浓缩，可浓缩几十倍以上。

　　通常使用的是多级串联冷阱：在将目标化合物由前一级冷阱转移至下一极冷阱，缓慢升温一级冷阱，阻止水蒸气转移。目前常见的多级冷阱有二极冷阱和三级冷阱。

　　目前常见的多级冷阱有二极冷阱和三级冷阱。

　　检测手段

　　2.1气相色谱技术GC和GC-MS

　　主要的VOCs检测技术还是色谱技术。

　　气相色谱法是最常用的一种仪器，它具有高效能、高选择性、高灵敏度、分析速度快和应用范围广等优点，尤其对异构体和多组分混合物的定性、定量分析更具有优势。

　　通常与气相色谱联用进行VOCs分析的检测器有：氢火焰离子检测器(FID)(一种通用型检测器，也是气相色谱中最常用的检测器之一)、电子捕获检测器(ECD)(卤代烃和烷基硝酸盐的检测)、质谱检测器(MS)和光离子化检测器(PID)。

　　参考美国环保局大气中VOCs的标准分析方法TO-14A和TO-15，采用预浓缩器与气相色谱联用，以FID检测器检测分析C2-C4烷烃，烯烃和炔烃，适用于环境空气中C2-C4挥发性组分非甲烷碳氢化合物。

　　GC-MS是目前检测VOCs的常用方法。能进行未知化合物的定性和定量分析。但注意在样品流转中成分损失以及成分间的交叉污染会引起检测结果的偏差。EI电离有时会形成多种离子碎片，质谱复杂、分析难度大。

　　由于目前主要的VOCs检测技术还是色谱技术。但是该技术要求有复杂的采样和前处理过程。

　　GC-MS与自动顶空进样器、吹扫捕集系统、热解析系统联合是现在常用的技术。大大的降低的对样品预处理技术的要求，更快速、高效。

　　目前，有不少检测在使用GC×GC-qMS(全二维气相色谱-四级杆质谱法)和GC×GC-TOF-MS(全二维气相色谱-飞行时间质谱法)来分析VOCs。

　　2.2在线监测质子转移反应质谱PTR-MS

　　PTR-MS是一种痕量挥发性有机物在线检测技术，灵敏度高、分析时间快等优点，且在线采样，无需浓缩。它将待测大气直接进样，因而测量速度快。

　　质子转移将各种VOCs软电离为单一离子，没有碎片离子，易于质谱识别，灵敏度可以达到几十ng。局限性主要在于区分同分异构体较难。

　　2.3飞行时间质谱TOF-MS

　　TOF-MS是利用动能相同而质荷比不同的离子在恒定电场中运动，经过恒定距离所需时间不同的原理对物质成分或结构进行测定的一种分析方法。质量范围宽、响应速度极快、分辨率高、灵敏度较高等。其仪器易加工和小型化，具有在线监测有机污染物的潜力。

　　其他的还有选择性离子流管质谱(SIFT-MS)技术，对挥发性有机物质(VOCs)可进行即时识别和定量分析等。