揮發(fā)性有機物是指沸點小于260℃的有特殊氣味、有毒的或易燃易爆的有機物（VOC）。是重要的污染物之一，主要存在于建筑材料、地毯、家具、粘合劑、油漆、清洗劑等中，部分揮發(fā)性有機物已被列為致癌物，如氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等。在縱火現(xiàn)場，也能發(fā)現(xiàn)上述殘留有機物。因此建立空氣中揮發(fā)性有機物的分析方法是非常必要。分析總揮發(fā)性有機物（TVOC）時，一般利用Tenax GC或 Tenax TA采樣，采用熱解吸進樣技術(shù)，即將吸附有待測物質(zhì)的采樣管置于熱解吸裝置中，該裝置與氣相色譜直接相連，當熱解吸裝置加熱升溫時，揮發(fā)性有機物從吸附劑中釋放出來，隨載氣進入氣相色譜儀進行分離分析。zui初的熱解吸儀大多是一個獨立的高溫解吸爐，將吸附管置于其內(nèi)，與100ml 注射器相連進行解吸，取1ml 平衡后的氣體，手動注入氣相色譜進行分析。近年來，隨著分析儀器的快速發(fā)展及對分析準確性要求的不斷提高，直接進樣熱解吸儀紛紛得到應(yīng)用。而采用二次熱解吸技術(shù)則將分析結(jié)果提升到了更高的水平。所謂二次熱解吸技術(shù)就是在一次熱解吸的基礎(chǔ)上，將*次加熱而釋放的有機物再進行第二次低溫吸附濃縮，即冷捕集，再第二次瞬間加熱進入氣相色譜。由于二次解吸裝置具有體積小、低溫濃縮、升溫迅速的優(yōu)點，降低了系統(tǒng)誤差，單位濃度的升高則大大提高了分析的靈敏度。
1．實驗部分
1.1 主要儀器與試劑
氣相色譜儀: Agilent 6890N 型,配FID 檢測器,化學(xué)工作站,美國安捷倫公司; 二次快速熱解吸儀: TJ-100型, 北京捷思達儀分析儀器研發(fā)中心;
Tenax吸附管: 北京勞動保護研究所;
大氣采樣器: QC-1型,北京勞動保護研究所;
電子皂膜流量計: GL-102B型, 北京捷思達儀分析儀器研發(fā)中心;
氣體標樣: 含5種苯系物,其中:苯（1.02ppm）, 甲苯（1.1ppm）,鄰二甲苯（1.2ppm）,間二甲苯（0.9ppm） 對二甲苯（1.0ppm）,氮氣（平衡氣）。北京兆格氣體科技有限公司。
1.2 色譜條件
色譜柱: SE-30 石英毛細管柱（ 32mX0.32mm ）;載氣:氮氣;柱流速:1.9mL/min,
恒壓; 進樣口溫度：250℃;柱溫:初溫50℃,保持1 min,以5℃/ min升溫至250℃,
保持10min;檢測器溫度:250℃;分流比:10:1。
1.3 熱解吸條件
一次解吸溫度:250℃;一次解吸時間:3min;二次解吸溫度:250℃;二次解吸時間:0.50 min;二次進樣時間:0.2min;二階老化溫度：200℃;二階老化時間：20min;傳輸線溫度：100℃。
1.4 采樣及分析
Tenax吸附管在使用前應(yīng)通氮氣加熱活化,活化時間不小于30min,活化至無雜
質(zhì)峰。將Tenax吸附管帶到采樣現(xiàn)場，與空氣采樣器入口垂直連接，調(diào)節(jié)流量使之
在0.1-0.4L/min,用電子皂膜流量計校準采樣系統(tǒng)流量,采集約1-5L的空氣,記錄采樣
時間、采樣流量、溫度和大氣壓。在采集室內(nèi)空氣樣本的同時，采集室外空氣為空白樣品。采樣后，取下吸附管，密封吸附管的兩端，作好標記。將采樣后的吸附管置于熱解吸儀上，在1.3所示的熱解吸條件下進行熱解吸,通過自動程序控制，解吸氣體zui終由進樣閥快速進入氣相色譜儀,進行色譜分析，以保留時間定性，峰面積定量。
2 結(jié)果討論
2.1 標準氣體色譜圖
本實驗所采用的標氣含5個組分（苯系物），其含量分別為：1.苯（1.02ppm）, 2.甲苯（1.1ppm）,3.鄰二甲苯（1.2ppm）,4.間二甲苯（0.9ppm）,4.對二甲苯（1.0ppm）,5.氮氣（平衡氣）。用注射器取100mL標氣,注入Tenax吸附管中,置于熱解吸儀上進行解吸,按照1.2和1.3中的氣相色譜條件及熱解吸條件，得到標準譜圖如下圖所示，其組分分別為：苯、甲苯、對（間）二甲苯、鄰二甲苯，其對應(yīng)的保留時間分別為8.228、10.103、12.418、13.378min。
2.2 精密度實驗
依2.1步驟,取100 ml標準樣品加入吸附管中，重復(fù)測定5次,測定其中7種組分的峰面積,7種組分的峰面積測定結(jié)果的相對標準偏差RSD≤4.9%,表明本法具有較好的精密度，可滿足定量分析的要求。
2.3 標準曲線
用注射器分別抽取標樣5ml、50ml、100ml、150ml、200ml、300ml，各注入到已活化好的不同的Tenax吸附管中，制備標準系列。分別將吸附管置于熱解吸儀上按1.3條件進行解吸，按1.2的色譜條件進行分析。以色譜峰面積為縱坐標，各組分濃度為橫坐標，分別繪制標準曲線，得到線性回歸方程以及檢出限（以3倍儀器噪聲計算）,結(jié)果列于下表1。由下表可知，在濃度范圍0.5ppb-5ppm（約0.01μg～10μg/6升）內(nèi)，7種組分的線性相關(guān)系數(shù)均不0.9957,線性良好。
表1 TVOC各組分線形回歸方程
組分 回歸方程 r 線性范圍μg挖
苯 Y=5296.1X+150.6 0.9999 0.01～10.25
甲苯 Y=4653.3X+763.1 0.9987 0.01～10.07
乙苯 Y=2274.9X+48.5 0.9997 0.01～10.23
對（間）二甲苯 Y=3465.4X+69.8 0.9997 0.01～10.31
苯乙烯 Y=1348.9X+107.3 0.9997 0.01～11.03
鄰二甲苯 Y=2359.3X+108.5 0.9997 0.01～10.78
2.4 準確度試驗
利用本方法對國家標準物質(zhì)研究中心制備的揮發(fā)性有機物標準氣體進行分析。將測定值與標準示值進行比對,各組分的測定結(jié)果的相對誤差均不大于6.6%,說明該法測定結(jié)果準確可靠。
表2 準確度實驗結(jié)果
組分 標準值/μg 測定值/μg 相對誤差/%挖
苯 0.10 0.097 4.0
甲苯 0.10 0.102 2.0
對（間）二甲苯 0.19 0.180 6.1
鄰二甲苯 0.10 0.097 3.0
2.5 樣品分析
用本方法對5份實際空氣樣品進行了測定，測定結(jié)果列于表3。其中各樣品中8種組分的含量相加便得到總揮發(fā)性有機物的含量，對于未識別峰，可按甲苯計算。由表3可知，5份空氣樣品中前3份均符合Ⅱ類民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境國家標準（0.6mg/m3）的要求,第4、5份則超標。
表3 空氣樣品分析結(jié)果
樣品 8種組分及未識別 標準狀態(tài)下的 總揮發(fā)性有機化合
編號 組分的總含量/% 采樣體積/L 物含量/mg/m3
1 1.58 5 0.31 達標
2 1.37 4.8 0.28 達標
3 2.09 4.3 0.48 達標
4 3.13 4.8 0.65 超標
5 3.43 5 0.68 超標
2.6 應(yīng)用Tenax吸附管的注意事項
因為不同廠家生產(chǎn)的吸附劑，其吸附、解吸、空白、壽命等性能均存在明顯差異。所以，應(yīng)用于繪制標準曲線的標準吸附管和采樣吸附管必須采用同一生產(chǎn)廠家的同一規(guī)格的產(chǎn)品。此外，重復(fù)使用的吸附管應(yīng)有足夠長的活化時間和活化溫度。為保證測試的低空白值，活化后的吸附管應(yīng)抽檢其熱解吸空白值。若空白值過高，則應(yīng)適當延長活化時間。采集樣品后的吸附管兩端密封后，應(yīng)儲存在密封的容器內(nèi)，并應(yīng)盡快分析。
3 結(jié)論
采用熱解吸直接二次進樣氣相色譜法分析室內(nèi)空氣中的總揮發(fā)性有機物，使樣品經(jīng)過從吸附—解吸—再吸附—再解吸這一看似復(fù)雜的過程，在密封的環(huán)境下，樣品得到了進一步的濃縮并快速解吸進入色譜，因而具有較高的靈敏度、準確度和精密度。上這一技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用，而國產(chǎn)TJ-100型二次熱解析儀完滿足室內(nèi)空氣中的總揮發(fā)性有機物檢測的要求，同時也適應(yīng)了新的國家標準的要求，并具有良好的性價比。（色譜儀器網(wǎng)）
更新時間：2013-04-18
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