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【揚州綠之源環(huán)?!勘P點常用的VOCs的定性和定量檢測技術(shù)
作者: 來源: 日期:2016/12/12 15:21:29 人氣:2959
隨著我國大氣污染控制的不斷深化,VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化物之后,我國大氣污染控制中又一新的關(guān)注點。小編對空氣中揮發(fā)性有機物(VOC)的檢測方法進行了分析,比較了氣相色譜法、高效液相色譜法、膜技術(shù)處理、化學(xué)法和在線檢測試驗艙等檢測方法的差異性。VOCs檢測技術(shù)的日新月益對VOCs的檢測、監(jiān)控、減排有很大的促進作用。本次為您介紹常用的VOCs檢測技術(shù)。
實驗室VOCs檢測
VOCs實驗室分析發(fā)展較早,也比較成熟。分析方法為使用采樣袋、蘇碼罐、吸附劑或吸收液將VOCs采集回實驗室,再經(jīng)過熱解析、溶劑解析等前處理過程后,利用GC或HPLC分析。
實驗室VOCs檢測主要難點在于選擇合適的采樣方法保證可以采集到所有揮發(fā)性有機污染物,制定規(guī)范的運輸方案防止運輸過程中VOCs的損失,選擇合適的前處理過程保證所有的揮發(fā)性有機物進入分析儀器。
實驗室分析方法的主要優(yōu)勢是結(jié)果準確,主要缺點是時效性差,采樣和運輸過程中易導(dǎo)致樣品損失,影響測定的準確性和可靠性。
在線VOCs檢測儀
VOCs在線分析儀主要有在線氣相色譜儀、在線質(zhì)譜儀、在線氣質(zhì)聯(lián)用儀、在線PID和FID檢測器、在線紅外光譜儀、在線激光檢測儀和在線差分光學(xué)吸收光譜儀等。
由于VOCs沒有標準的檢測方法,而且在線系統(tǒng)用于現(xiàn)場檢測,而不同現(xiàn)場的揮發(fā)性有機物種類差異較大且相對穩(wěn)定,故檢測需求不同。因此需要根據(jù)自身的需求和各種檢測儀器的特點選擇合適的檢測方法。
在線氣相色譜儀可檢測出已知揮發(fā)性有機物的濃度;在線質(zhì)譜儀可同時實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的定性和定量檢測,但無法區(qū)分同分異構(gòu)體;在線PID和FID檢測器可得出VOCs的總量,且儀器體積較??;各種在線光譜儀檢測范圍寬,可適應(yīng)各種工業(yè)場合應(yīng)用。
在線VOCs檢測儀主要的國內(nèi)廠家有聚光科技、廣州禾信、寶英科技、中科光電、富瞻環(huán)保、武漢天虹等,國外廠家有英國Markes、日本亞那科、奧地利IONICON、韓國KNR、德國AMA、法國Chromatotec、美國CerexMS等。
便攜式VOCs儀器
便攜式VOCs分析儀主要有便攜式FID/PID檢測器、便攜紅外分析儀、便攜激光光譜儀、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀等。
最新公布的環(huán)保部標準中便攜式儀器提到了FID檢測器、PID檢測器和紅外吸收檢測器三種。
便攜式VOCs檢測儀主要的國內(nèi)廠商有東西分析、嶗應(yīng)、富瞻環(huán)保等,國外廠商有美國Inficon、英國SIGNAL、美國雷格沃夫、美國華瑞、日本亞那科、英國科爾康等。
氣相色譜技術(shù)GC和GC-MS
氣相色譜法是最常用的一種儀器,它具有高效能、高選擇性、高靈敏度、分析速度快和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點,尤其對異構(gòu)體和多組分混合物的定性、定量分析更具有優(yōu)勢。通常與氣相色譜聯(lián)用進行VOCs分析的檢測器有:氫火焰離子檢測器(FID)(一種通用型檢測器,也是氣相色譜中最常用的檢測器之一)、電子捕獲檢測器(ECD)(鹵代烴和烷基硝酸鹽的檢測)、質(zhì)譜檢測器(MS)和光離子化檢測器(PID)。
參考美國環(huán)保局大氣中VOCs的標準分析方法TO-14A和TO-15,采用預(yù)濃縮器與氣相色譜聯(lián)用,以FID檢測器檢測分析C2-C4烷烴,烯烴和炔烴,適用于環(huán)境空氣中C2-C4揮發(fā)性組分非甲烷碳氫化合物。GC-MS是目前檢測VOCs的常用方法。能進行未知化合物的定性和定量分析。但注意在樣品流轉(zhuǎn)中成分損失以及成分間的交叉污染會引起檢測結(jié)果的偏差。EI電離有時會形成多種離子碎片,質(zhì)譜復(fù)雜、分析難度大。
由于目前主要的VOCs檢測技術(shù)還是色譜技術(shù)。但是該技術(shù)要求有復(fù)雜的采樣和前處理過程。GC-MS與自動頂空進樣器、吹掃捕集系統(tǒng)、熱解析系統(tǒng)聯(lián)合是現(xiàn)在常用的技術(shù)。大大的降低的對樣品預(yù)處理技術(shù)的要求,更快速、高效。目前,有不少檢測在使用GC×GC-qMS(全二維氣相色譜-四級桿質(zhì)譜法)和GC×GC-TOF-MS(全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜法)來分析VOCs。
在線監(jiān)測質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜PTR-MS
PTR-MS是一種痕量揮發(fā)性有機物在線檢測技術(shù),靈敏度高、分析時間快等優(yōu)點,且在線采樣,無需濃縮。它將待測大氣直接進樣,因而測量速度快。質(zhì)子轉(zhuǎn)移將各種VOCs軟電離為單一離子,沒有碎片離子,易于質(zhì)譜識別,靈敏度可以達到幾十ng。局限性主要在于區(qū)分同分異構(gòu)體較難。
飛行時間質(zhì)譜TOF-MS
TOF-MS是利用動能相同而質(zhì)荷比不同的離子在恒定電場中運動,經(jīng)過恒定距離所需時間不同的原理對物質(zhì)成分或結(jié)構(gòu)進行測定的一種分析方法。質(zhì)量范圍寬、響應(yīng)速度極快、分辨率高、靈敏度較高等。其儀器易加工和小型化,具有在線監(jiān)測有機污染物的潛力。其他的還有選擇性離子流管質(zhì)譜(SIFT-MS)技術(shù),對揮發(fā)性有機物質(zhì)(VOCs)可進行即時識別和定量分析等。
大氣中的VOCs不僅是生成光化學(xué)煙霧污染物的主要前體物,同時也是大氣細粒子中有毒有害有機組分的重要來源,對形成灰霾有重要貢獻,且一些VOCs本身具有毒性和致癌性。隨著我國大氣污染控制的不斷深化,VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化物之后,我國大氣污染控制中又一新的關(guān)注點。
我國大氣中的VOCs主要來源于石油化工、有機化工、表面涂裝、包裝印刷、醫(yī)藥、塑料制品等行業(yè)。因此大氣中VOCs的檢測主要應(yīng)用于三個方面:一大氣中VOCs檢測;二污染源集中排放VOCs檢測;三生產(chǎn)過程VOCs泄露檢測。與三種應(yīng)用場合相適應(yīng),VOCs的檢測儀器也分為實驗室儀器、在線式儀器和便攜式儀器三類。