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VOCs是當(dāng)前重要的大氣污染物，是一類碳?xì)浠?/span>物，還是PM2.5的重要前體物和光化學(xué)煙霧的主要組成物，對(duì)人體健康有直接危害，部分組分還具有致癌性，是繼PM2.5之后，成為最受關(guān)注的污染物之一，目前我國對(duì)于它的自動(dòng)監(jiān)測(cè)尚屬于發(fā)展階段。

VOCs的監(jiān)測(cè)可以分為手工監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)。相對(duì)于“現(xiàn)場(chǎng)采樣一實(shí)驗(yàn)室分析”的手工監(jiān)測(cè)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)具有時(shí)效性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大、儀器較復(fù)雜等特點(diǎn)，目前我國大氣VOCs自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法主要分為直接進(jìn)樣一軟電離一質(zhì)譜法、富集一熱脫附一氣相色譜法。

1、直接進(jìn)樣一軟電離一質(zhì)譜法

樣品氣體過進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)入電離源，通過軟電離的方式將VOCs分子離子化，無需色譜分離，離子直接進(jìn)人質(zhì)量分析器進(jìn)行檢測(cè)。

1.1 進(jìn)樣系統(tǒng)

一般采用膜進(jìn)樣技術(shù)，當(dāng)氣體流經(jīng)膜外表面時(shí)，根據(jù)相似相容原理，其中的碳?xì)浠?/span>成分溶人PDMS膜，并且根據(jù)膜內(nèi)外氣壓差，進(jìn)入膜內(nèi)側(cè)離子源，而無機(jī)組分則絕大部分被阻隔在膜外被氣泵抽走。

1.2 電離源

一般采用軟電離的離子源，真空紫外單光子（SPI），在進(jìn)行大氣VOCs監(jiān)測(cè)時(shí)，能夠得到干擾較少的質(zhì)譜圖，但乙烷、乙烯、丙烷、甲醇、乙腈等不能被監(jiān)測(cè)。

1.3 質(zhì)量分析器

VOCs自動(dòng)監(jiān)測(cè)大部分采用了飛行時(shí)問質(zhì)譜(TOF)，相對(duì)于四級(jí)桿質(zhì)譜和離子阱質(zhì)譜，它具有儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、掃描快、分辨率高等特點(diǎn)。

2、富集一熱脫附一氣相色譜法

大氣中VOCs組分間、時(shí)空間濃度差異較大，一般對(duì)各組分進(jìn)行富集，適當(dāng)篩選。目前用于VOCs自動(dòng)監(jiān)測(cè)的富集手段主要有兩種：一120%超低溫富集，固體吸附劑富集。

2.1 富集

2.1.1 超低溫富集

超低溫富集指將空管通過電制冷的方式，將其溫度降至一120℃以下，當(dāng)氣體通過此管時(shí)，其中的VOCs組分冷凝在其內(nèi)壁上，從而達(dá)富集的目的。

2.1.2 固體吸附劑富集

固體吸附劑富集指以固體吸附劑為主的富集方式，用于VOCs的固體吸附劑種類主要是多孔聚合物、石墨化炭黑、碳分子篩。

2.2 熱脫附

上述兩種形式富集的VOCs，均可以通過加熱的方式脫附或汽化，并且通以惰性氣體帶離富集區(qū)域。具有不消耗試劑、穩(wěn)定可靠、回收率較高、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是具有優(yōu)勢(shì)的主流脫附技術(shù)。

2.3 脫水方式

無論何種富集方式，只要使用了0℃以下的低溫，都需要在富集管前去掉大氣中的水分。除水一般有兩種方式：Nafion管除水、低溫空管除水。

2.4 氣相色譜法

流程是熱脫附后的VOCs由載氣帶入氣相色譜儀，低沸點(diǎn)的VOCs組分先后流經(jīng)1#號(hào)色譜柱、2#色譜柱分離，并進(jìn)入FID檢測(cè)，待低沸點(diǎn)VOCs組分從1#色譜柱流入2#色譜柱后，閥切換，剩余組分在1#色譜柱中繼續(xù)分離，陸續(xù)流入MS檢測(cè)。

3、結(jié)論

直接進(jìn)樣一軟電離一質(zhì)譜法由于及時(shí)性好，在巡航式監(jiān)測(cè)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)以及污染排查中均有不錯(cuò)的表現(xiàn)，但在VOCs自動(dòng)監(jiān)測(cè)方面，使用者偏少，如能增加分析組分的種類和數(shù)量，并且在穩(wěn)定性上取得進(jìn)步，將具有光明的發(fā)展前景。

富集一熱脫附一氣相色譜法是目前認(rèn)可的VOCs自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，并且在國內(nèi)外得到了較廣泛的應(yīng)用，許多產(chǎn)品使用FID、PID等作為檢測(cè)器，干擾較大，易影響監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，如能實(shí)現(xiàn)所有組分均采用MS檢測(cè)，則能大幅度提升結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且擴(kuò)展了對(duì)未知污染的監(jiān)測(cè)能力，為環(huán)境決策和管理帶來巨大價(jià)值。