赛默飞气质联用法测定环境空气中的挥发性有机物

目标：采用固体吸附剂富集环境空气中的挥发性有机物，建立一种分析环境空气中挥发性有机污染物的检测方法，满足简单、快速、灵敏度高等要求，能够检测出环境空气中痕量的挥发性有机物。

引言：清洁的空气是人类赖以生存的基本条件，也是现今民众的关注热点。大多数环境空气中的挥发性有机物都是对人体有毒有害的物质，有可能引起光化学污染和臭味等问题。因此建立高效灵敏的分析检测方法尤为重要。挥发性有机物 (volatile organic compounds) 定义有好几种，如美国的定义，对沸点初馏点不作限定，强调参加大气光化学反应，不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂，如丙酮、四氯乙烷等。而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定，不管其是否参加大气光化学反应。标准 ISO 4618/1-1998 和德国 DIN 55649-2000 标准对沸点初馏点不作限定，也不管是否参加大气光化学反应，只强调在常温常压下能自发挥发。由于挥发性有机物并非单一的化合物，各化合物之间的相加、相乘作用不够清楚，且不同时间地点挥发性有机物的组分也不尽相同，因此对人体健康的影响也有所变化。大体的危害如下：影响中枢神经系统，出现头晕、头痛、无力、胸闷等症状；感觉性刺激，嗅味不舒适，刺激上呼吸道及皮肤；影响消化系统，出现食欲不振、恶心等；怀疑性危害：局部组织炎症反应、过敏反应、神经毒性作用。能引起机体免疫水平失调，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现反应等 [2-4]。

目前在环境空气检测的法规中，美国 EPA 的相关标准仍然受到大家的推崇。美国 EPA 方法中测定环境空气中挥发性有机物的方法有 TO-1、TO-14、TO-15 和 TO-17，这些方法都与热脱附（TD）相关 [1-5]。而目前国内环境标准 HJ644-2013 则综合参考了美国 EPA 的现行标准，摸索出了适合在国内推广的检测方法 [6]。即采用热脱附 - 气相色谱（TD-GCMS），对环境空气中痕量的 VOCs 进行分析检测。遵循 HJ644 的方法，做出*符合标准要求的结果，证明采用赛默飞 GCMS 能够准确灵敏地检测出环境空气中的挥发性有机物。

仪器 ：Thermo ScientificTM ISQ 单四极杆气质联用仪 , 包括 : -TRACE 1310 气相色谱，配分流不分流进样口 -ISQ LT 单四极杆质谱 Markes TD100 热脱附自动进样器 Thermo ScientificTM TraceFinder3.2 数据处理系统

试剂、标准品及材料定制 VOC 混标（35 组份，2000 μg/mL ，HJ 644-2013 环境空气 挥发性有机物种的测定） 标准品；购自美国 o2si smart solutions；甲醇 (CH3OH)，HPLC 级（Fisher Scientific P/N A452-4)。 4- 溴氟苯（BFB）溶液，浓度 100.0mg/L，购自美国 o2si smart solutions。吸附管：不锈钢材质，填料为 Graphitised Carbon Black+Carbonised Molecular Seive，由 Markes international 提供，P/N：C2-AXXX-5270。聚焦冷阱：Air Toxic Analyser Trap，玻璃材质，由 Markes international 提供，P/N：U-T15ATA-2S。恒流空气采样泵 ACTI-VOCTM low-flow pump， 由 Markes international 提供，P/N：C-LFP-01。标准溶液的制备工作曲线溶液：取适量 HJ644 标准品溶液于 50 mL 容量瓶中，甲醇作为稀释溶剂，配置成浓度为：5.00、10.00、 20.00、50.00、100.0、200.0 µg/mL 的标准溶液，摇匀。分别取 1 µL 注入热脱附管中，氮气流速为 30 ml/min 的情况下吹扫 4.5 min，而后两端盖管，待分析。吸附管的老化和保存新购的吸附管需进行活化，首先在 100℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 1 h，而后在 200℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 1 h；再而在 300℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 1h，后在 380℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 1 h。活化后的吸附管无需再活化，之后的每次使用只需老化即可。每次使用之后的老化过程为：首先在 100℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 15 min，而后在 200℃，氮气流量 50 ml/min 状态下活化 15 min；再而在 300℃，氮气流量

50 ml/min 状态下活化 15 min，后在 380℃，氮气流量 40 ml/min 状态下活化 15 min。老化后的吸附管两端应立即密封，如果不马上使用则应保存在装有硅胶混合物的干燥器内，待用。 TD100 条件 Pre-desorption Time and Flow: 1min for dry purge at 20ml/min Tube desorption Temp.: 320℃ Tube desorption Time: 10min, Trap in line, Trap flow 20ml/min， split flow:20ml/min Trap purge time: 2.0min Cold trap low temp: 25℃ Cold trap high temp:310℃ for 3 min Split ratio: 10:1 outlet split Trap heating rate: 40℃ /S TD flow path temp: 150℃ GC 条件色谱柱：Thermo ScientificTM TG-624（60 m×0.32 mm×1.8 μm， PN: 26085-3410）升温程序：35℃（5 min），5℃ /min to 230 ℃（1 min）进样口：进样口温度：off；Splitless；载气：高纯氦 (99.999% )，恒流模式，流速：1.6 mL/min MS 条件离子源温度：220 ℃ 传输线温度：250 ℃ 离子化方式：EI, 70 eV 扫描方法：全扫描模式扫描，扫描范围：m/z 35-300

结论本文采用热脱附 - 气质联用法（TD-GC/MS）测定环境空气中的35种挥发性有机污染物。该方法操作简单，灵敏度高、能够满足环境空气中痕量 VOCs 的分析检测。