現在人們對空氣質量的關注已經從室外宏觀空氣質量擴展到室內微環境。在評估室內空氣質量時,有一個重要的指標:VOC,即揮發性有機化合物。 按照結構種類劃分,VOC分為烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物8種。大氣中存在的VOC有600多種,具有濃度低、活性強等特點。VOC可以在常溫下以蒸發形式存在于空氣中。它的毒性,刺激性和致癌性會影響皮膚和粘膜,并對人體造成嚴重損害……還會轉化為煙霧。簡而言之,它是一類重要的空氣污染物,也是室內空氣污染的主要有機物質。因此,加強VOC監測對保護人體健康和控制空氣污染具有重要價值。
將熱解析分析引入氣相色譜法中是VOC監測的常用方法。通常,VOC監測方法的步驟還包括采樣,預處理和色譜分析。VOCs分析在線氣相色譜儀采用FID檢測器,檢測器使用氫氣和助燃氣產生氫火焰,當有機化合物進入到燃燒火焰時會被離子化。離子化產生的自由電子束通過探測器中的極化電極被直接送到檢測電路中。檢測電路將此電子束作為電流來處理,電流大小取決與探測器中有機揮發物的含量,通過測量電流,可計算出VOCs的濃度。但是,由于空氣中VOC含量低,易揮發且成分復雜,收集起來并不容易。譜析儀器本章節簡要介紹VOC采樣收集方法–吸附采樣法和全量空氣采樣法,供大家參考。
吸附采樣法
吸附采樣法使用固體吸附劑對樣品進行吸附。對吸附劑的選取要考慮所吸附的化合物的性質,有針對性地進行吸附。吸附劑的共性是吸附容量大,且吸附過程中自身的特性穩定。這有助于樣品采集效率的提高。
對于VOC吸附劑的選取還要考慮其特性。VOC吸附劑分為聚合物式和碳吸附式兩種。聚合物式吸附劑常選用Tenax 系列,而碳吸附式吸附劑種類較多,有多孔碳、石墨碳和活性炭等。吸附劑的選取決定著樣品采集結果。選取吸附劑時,通常要遵循以下幾個基本原則:①在吸附過程中,吸附劑要有穩定的物理特性和化學特性;②盡量使吸附操作簡便;③在吸附劑吸附化合物時,對H2O、SO2的吸附力越弱越好,而對靶化合物的吸附力則越強越好;④吸附劑的容量要大;⑤盡量不改變吸附物的原有體積。
如今,在吸附劑市場中,單一功能的吸附劑往往難以滿足要求,而混合吸附劑的市場需求越來越大,能實現從最初層到最終層的依次吸附。混合吸附劑的解析方向與單一吸附劑相反。在吸附時,如果按順序將每一個極性的化合物依次吸附在吸附劑上,則更容易實現解析。
全量空氣采樣法
即直接獲法。只需打開靜置,讓氣體鉆進去,但是,不是所有VOC都進去了。必須有效地濃縮樣氣?;蛘?,它也可以用泵抽。此方法稱為動力采樣。它既適合于長期采樣以確定VOC的平均濃度,又適合于短期采樣以確定VOC的峰值濃度。
在采集現場直接采集氣體,處理時先濃縮樣本氣體,提高其密度和濃度,這樣更易于實現其樣本分析。這種方法在中低碳氫化合物和鹵代烴化合物的測定中得到了廣泛的應用。該方法能實現準確、高質量的重現分析,降低因采樣體積和采樣效率帶來的不確定性。
采用全量空氣采樣法主要涉及灌裝聚合物袋、玻璃器皿和不銹鋼罐。對比這三者的優、缺點發現,聚合物袋價格低廉,操作簡單,但如果用后處理不當,易造成環境污染;玻璃器皿體積不大,使用時注意輕拿輕放;不銹鋼罐不易受到陽光透射,可降低氣體樣本受影響的程度,保證實驗的真實性,并且能重復利用。