錢 津 旺

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖 655000）

揮發(fā)性有機(jī)物的氣相色譜分析研究

錢 津 旺

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖 655000）

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds,VOCs）是強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的總稱，揮發(fā)性有機(jī)物在常溫下，是一種逸散性排放的物質(zhì)，對空氣和環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，對人體的健康也會產(chǎn)生極大的威脅。揮發(fā)性有機(jī)物主要來源石油化工產(chǎn)品、汽車尾氣、化學(xué)溶劑、涂料油漆、廢物處理等等，因此對揮發(fā)性有機(jī)物的污染受到越來越多的人重視。通過利用氣相色譜對空氣和室內(nèi)進(jìn)行測量、分析、研究。

揮發(fā)性有機(jī)物；氣相色譜；測量；室內(nèi)空氣；分析研究

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，環(huán)境和空氣的污染越來越嚴(yán)重，揮發(fā)性有機(jī)物就是空氣污染的主要因素，對環(huán)境的影向、對人體的健康造成很大的危害，因此本文通過運(yùn)用氣相色譜( GC)的檢測方法來測定空氣中揮發(fā)性有機(jī)物，并且主要以房屋內(nèi)的空氣為主，進(jìn)行檢測分析，并且研究了一些相關(guān)的預(yù)防和控制措施。

1 揮發(fā)性有機(jī)物的概述

1.1 揮發(fā)性有機(jī)物的定義

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds,VOCs）按照世界衛(wèi)生組織（WTO）的定義是在常溫常壓下，沸點(diǎn)在50～250 ℃，飽和蒸汽壓超過133.32 Pa的一種蒸汽形式的有機(jī)物，是除氧氣、二氧化碳、二元弱酸、金屬碳酸鹽、金屬碳化物和碳酸餒之外，參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的任何碳化合物，揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）主要成分由氧烴、鹵化碳鹵代烯烴、脂肪徑、氮烴等徑類化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，它主要包括：有機(jī)胺、酯、酮、醇以及甲苯、三氯苯、氟利昂等等，其中像甲苯、三氯苯、鹵化碳鹵代烯烴這些化合物具有致癌、致畸等毒性［1］。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)物的來源

揮發(fā)性有機(jī)物的來源比較多，主要來源于工業(yè)產(chǎn)品的廢棄物、廢氣、化學(xué)溶劑、石油化工的產(chǎn)品、汽車尾氣以及光化學(xué)的污染，并且在人們的日常生活中，也存在大量的揮發(fā)性有機(jī)物比如我們的家具、裝飾品、涂料油漆、家用電器、以及吸煙、采暖、烹調(diào)等等散發(fā)出來的煙霧中，都存在揮發(fā)性有機(jī)物，還有像我們?nèi)粘Ｓ玫募徔椘?、化妝品、鞋類、油漆、辦公用品、電子電器等等一些設(shè)備都會有揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)的。揮發(fā)性有機(jī)物對人體的危害是很嚴(yán)重的，如果室內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物超過一定的范圍（VOC濃度為3.0～25 mg/m3）時(shí)，人們會感到頭痛、惡心、四肢無力等癥狀，嚴(yán)重時(shí)（VOC濃度＞25 mg/m3）會造成記憶力減退、昏迷甚至出現(xiàn)人體抽搐現(xiàn)象等其他的神經(jīng)毒性作用，長時(shí)間在這樣的環(huán)境中生活，會導(dǎo)致癌癥、白血病的發(fā)生［2］。根據(jù)有關(guān)部門進(jìn)行檢測，檢驗(yàn)，揮發(fā)性有機(jī)物污染主要有以下八大污染源，見表1。

2 揮發(fā)性有機(jī)物的測定

2.1 揮發(fā)性有機(jī)物的檢測和分析法

通常用氣相色譜法、熒光分光光度法、高效液相色譜法、膜導(dǎo)入質(zhì)譜法、氣象色譜-質(zhì)譜法等等，最常用的方法是氣相色譜法，氣相色譜法可以用于分析大氣痕量揮發(fā)性有機(jī)物，也可以進(jìn)行分析易于發(fā)揮的液體或固體，氣相色譜分析法具有很高的靈敏度，是分析揮發(fā)性有機(jī)物最主要的方法。

表1 八大類污染源的揮發(fā)性有機(jī)物主要成分Table 1 Eight categories of pollution source of volatile organic components

氣相色譜分析傳統(tǒng)的采樣方式是利用硅膠管和顆粒狀活性炭，運(yùn)用這樣的采樣方式靈敏度不高，僅可以使用于濃度較高的揮發(fā)性有機(jī)物的采樣，而運(yùn)用吸附劑采樣，對濃度比較低的各類揮發(fā)性有機(jī)物都有很好的吸附能力而且對熱解吸的效率也很高，并且吸附管經(jīng)過重新活化后可以循環(huán)利用，因此這種采樣方式更加適合對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測。

2.2 氣相色譜法對揮發(fā)性有機(jī)物的測定

氣相色譜分析法是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、吸附性質(zhì)以及物質(zhì)極性的不同實(shí)現(xiàn)混合物的分離，其中檢測過程是： 把需要進(jìn)行測量的氣體或者樣品在汽化室進(jìn)行汽化之后被惰性氣體帶到色譜柱內(nèi)，柱內(nèi)含有液體或固體吸附劑作為固定相，因?yàn)闃悠分蟹譃閹讉€(gè)組，每個(gè)組內(nèi)的沸點(diǎn)、吸附性不同，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度不同，經(jīng)過一定的時(shí)間之后，吸附力比較弱的i組分很容易就被解吸下來，然后流出色譜柱，流出色譜柱之后，就會立即進(jìn)入檢測器。而吸附力比較強(qiáng)的不容易被解吸下來，等到全部組分被解吸下來之后，根據(jù)被解吸的順序，立即進(jìn)入檢測器，然后進(jìn)行檢測，記錄下來。這種方法操作簡單，使用起來比較方便，并且設(shè)備比較簡單，費(fèi)用也比較低，并且樣品的保存也比較長，圖1為氣相色譜分析對揮發(fā)性有機(jī)物的檢測過。

2.3 運(yùn)用全二維氣相色譜進(jìn)行檢測

全二維氣相色譜(compre-hensive two-dimensional gas chromatography, GC×GC)是近幾年來在單路氣相色譜的技術(shù)上擴(kuò)展起來的，它比單路氣相色譜的分析速度快、峰容量大、檢測的靈敏度也比較高，并且可以對分析物進(jìn)行兩支色譜柱的用串聯(lián)的方式進(jìn)行不同的檢測［3］。主要用于石油化廠和環(huán)境分析。運(yùn)用全二維氣相色譜的技術(shù)的基本操作方法以及原理：主要是把兩個(gè)色譜相柱用串聯(lián)的方式進(jìn)行結(jié)合然后構(gòu)成二維氣相色譜系統(tǒng)，兩個(gè)色譜柱之間裝有一個(gè)調(diào)制器，主要是用來捕集，進(jìn)行聚焦然后再傳送，經(jīng)過一支色譜柱分離后，然后進(jìn)入調(diào)制器進(jìn)行聚焦后，再以脈沖方式傳送到另一支色譜柱內(nèi)進(jìn)行分離，然后所有的組分通過第二支色譜柱進(jìn)到檢測器中，其信號進(jìn)行系統(tǒng)處理之后得到一個(gè)平面二維圖(圖1)。

圖1 氣相色譜檢測流程圖Fig.1 Gas chromatography determination of flow chart

2.4 利用不銹鋼罐采樣技術(shù)

利用不銹鋼罐采樣技術(shù)是因?yàn)榇朔椒ň哂胁杉治龇奖?，并且不會發(fā)生光分解現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，而且在采集的樣品中可以進(jìn)行多次分析研究，在不銹鋼罐采樣的準(zhǔn)備以及揮發(fā)性有機(jī)物的濃度標(biāo)準(zhǔn)可以方便儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，保證了揮發(fā)性有機(jī)物檢測的質(zhì)量和穩(wěn)定性。但是這種技術(shù)在國內(nèi)很少使用，并且不銹鋼罐技術(shù)的成本比較高，操作也比較復(fù)雜，所以這種方法使用的很少，不利于一般的場合使用。

2.5 揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)的評價(jià)

揮發(fā)性有機(jī)物的評價(jià)原則主要由針對性、客觀性、全面性這幾個(gè)方面，其中全面性主要是在對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行控制的時(shí)候，應(yīng)該全面考慮到揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)是否可以得到發(fā)展，是否經(jīng)濟(jì)可靠，對環(huán)境以及人們是否會造成其他的危害等等，應(yīng)該進(jìn)行全面性的考慮。

針對性主要是講根據(jù)不同的環(huán)境以及不的地點(diǎn)應(yīng)該采取不同的控制技術(shù)以及控制方法，進(jìn)行有針對性的進(jìn)行選擇評價(jià)，比如像揮發(fā)性有機(jī)物污染比較嚴(yán)重的石油化工廠、油漆廠等等一些揮發(fā)性有機(jī)物濃度比較高的地點(diǎn)就應(yīng)該選擇不同的治理以及控制方法，而對于像房屋、室內(nèi)這樣揮發(fā)性有機(jī)物濃度低、污染物復(fù)雜的地點(diǎn)，就應(yīng)該針對這樣的環(huán)境進(jìn)行治理，進(jìn)行控制。

對揮發(fā)性有機(jī)物控制技術(shù)評價(jià)的影響因素主要是技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素，還有一些社會因素以及其他的因素等，技術(shù)因素的影響主要是因?yàn)閷]發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)有很多種，不同的控制技術(shù)之間的操作性、處理效果也有所不同，所以技術(shù)因素的影響是揮發(fā)性有機(jī)物控制技術(shù)的主要影響因素。揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)的運(yùn)行以及技術(shù)工程的需要很大的資金投入，所以在進(jìn)行選擇揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)方面應(yīng)該充分考慮經(jīng)濟(jì)因素的影響。社會因素主要是揮發(fā)性有機(jī)物控制技術(shù)針對環(huán)境的污染和人們的危害得到控制，給環(huán)境和人們帶來很大的效益，控制技術(shù)不僅有效地控制了揮發(fā)性有機(jī)物的污染，而且也給社會帶來很大的效益。但是在控制揮發(fā)性有機(jī)物的污染的同時(shí)，還應(yīng)該注意到揮發(fā)性有機(jī)物會不會給人們或者環(huán)境導(dǎo)致其他的污染，所以對揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)的評價(jià)是很重要的。給人們和社會帶來更大的效益。

3 揮發(fā)性有機(jī)物的危害及控制措施

3.1 揮發(fā)性有機(jī)物對室內(nèi)環(huán)境造成的危害

人們的生活環(huán)境是保證身體健康第一因素，人們的一般大多數(shù)時(shí)間都是在室內(nèi)度過的，所以室內(nèi)的環(huán)境對人們來說是非常重要的，衡量室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一就是衡量室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的含量，雖然室內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物是痕量，但是其成分卻是相當(dāng)復(fù)雜的，這些揮發(fā)性有機(jī)物就會隨著人體的呼吸道以及皮膚進(jìn)入人體內(nèi)，給人們的健康造成危害，所以對室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的控制室非常有必要的。

據(jù)有關(guān)部門進(jìn)行檢測和調(diào)查，剛建好的房屋內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度嚴(yán)重超標(biāo)，室內(nèi)主要的揮發(fā)性有機(jī)污染物以甲醛、乙醛、苯、甲苯和其他的有害污染物，這些有害物質(zhì)主要來源于裝修的材料、油漆、地板中，其中像甲醛，苯對人體的危害是相當(dāng)嚴(yán)重［4］。

室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物的控制以及測定方法，室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物的含量不高但是其成分復(fù)雜，針對室內(nèi)環(huán)境的控制技術(shù)主要是氣相色譜法和氣象色譜-質(zhì)譜法這兩種，不僅可以進(jìn)行分析有機(jī)物而且也可以進(jìn)行分析無機(jī)物，并且針對室內(nèi)環(huán)境的一些液體或固體容易轉(zhuǎn)換成氣體的污染物進(jìn)行控制，給人們的休息工作的地點(diǎn)大陸來良好的環(huán)境。

3.2 控制揮發(fā)性有機(jī)物的一些措施

首先在建筑房屋或進(jìn)行裝修時(shí)，應(yīng)該選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)和注重環(huán)保的一些裝修公司，并且應(yīng)該盡量減少材料的使用量，例如，在裝修時(shí)，盡量減少一些裝飾品，并且使用一些節(jié)能的燈具，對地板的表面進(jìn)行一些處理，可以減少揮發(fā)性有機(jī)物的釋放，應(yīng)該使用原生態(tài)家具，可以用一些玻璃纖維或者玻璃材料代替一些泡沫塑料。在建好之后，要經(jīng)過一段時(shí)間的空置，然后找有關(guān)的室內(nèi)環(huán)境檢測部門進(jìn)行檢測是否符合國家規(guī)定的房屋環(huán)境質(zhì)量，從本質(zhì)上降低揮發(fā)性有機(jī)物的污染和危害，給人們一個(gè)安全的居室。

其次應(yīng)注意房間的通風(fēng)換氣，經(jīng)常開窗換氣，使氣體流通，有利于揮發(fā)性有機(jī)物以及一些有害的氣體排出、散發(fā)，這樣不僅可以使室內(nèi)空氣新鮮、環(huán)境好而且利用人們的健康。在室內(nèi)可以擺放一些花草，一些花草可以吸附一些有害氣體釋放出氧氣，例如一些吊蘭、常青藤、蘆薈等等，并可以在室外或者門口種植一些月季花、百合花、杜鵑等等，不僅使室內(nèi)空氣質(zhì)量好而且可以美化居室，美化環(huán)境，減少一些化學(xué)裝飾品［5］。

第三盡量減少空氣清新劑、殺蟲劑等化學(xué)物品的使用，因?yàn)檫@些含有大量的化學(xué)溶劑，這些化學(xué)溶劑中含有的揮發(fā)性有機(jī)物的占有很大的比例。并且也會造成室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量大大下降。

最后如果條件允許的情況下，也可以運(yùn)用一些高科技手段，例如光催化氧化技術(shù)，如果揮發(fā)性有機(jī)物吸附在催化劑上面，那么這些揮發(fā)性有機(jī)物就會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些氧氣或者二氧化碳等，可以使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成有力的物質(zhì)，并且也可以使用活性炭等一些物理性能，也可以較好的降低室內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，改善室內(nèi)環(huán)境。

最近幾年來隨著人們的生活提高，對環(huán)境的污染問題也越來越重視，只要能夠重視揮發(fā)性有機(jī)物對身體的危害，并且可以從根本上進(jìn)行預(yù)防，然后再采取一些有效地控制措施，不僅可以給人們一個(gè)健康的身體，而且使人們的生活環(huán)境得到提高，使人們的身體沒有危害。

4 展 望

揮發(fā)性有機(jī)物是一種危害性比較大的氣體污染，只要采取有效地控制技術(shù)和防治措施，利用科學(xué)的技術(shù)進(jìn)行研究控制，才能很好的控制揮發(fā)性有機(jī)物對人體以及社會的危害，本文主要通過進(jìn)行研究造成揮發(fā)性有機(jī)物污染的哥哥因素以及揮發(fā)性有機(jī)物的污染源的檢測，然后根據(jù)不同的污染程度進(jìn)行不同的控制技術(shù)，氣相色譜控制技術(shù)是現(xiàn)在最有效的并且使用比較的廣泛的一項(xiàng)控制技術(shù)，隨著科學(xué)的進(jìn)步以及人們對環(huán)境的關(guān)注，對揮發(fā)性有機(jī)物的控制技術(shù)將會越來越先進(jìn)。給人們一個(gè)良好的生活環(huán)境。

［1］ 李曉華，陸思華，邵敏．大氣中含氧揮發(fā)性有機(jī)物（OVOCs）的測量技術(shù)[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（4）：1-7．

［2］ 朱漢昌，戴天有．空氣或廢氣中揮發(fā)性醛,酮的氣相色譜法測定[J].中國環(huán)境檢測，1997（1）：18-20．

［3］ 楊紅梅．空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的熱脫附- 氣相色譜分析[J]. 計(jì)量與測試技術(shù)，2011（5）：100-102．

［4］ 張建美，鐘寧寧，朱丹．室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機(jī)物的吸附/ 熱解吸氣相色譜分析方法研究［J］. 長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010(2)：21-24．

［5］ 李海樂 ．室內(nèi)空氣中可揮發(fā)性有機(jī)物的危害控制及其測定方法[J] .新疆化工，2010(4)：57-58．

Analysis of Volatile Organic Compounds by Gas Chromatography

QIAN Jin-wang
（Kunming Yeyan New-material Co.,Ltd, Yunnan Qujing 655000，China）

Volatile organic compounds (VOCs) is a general term for strong volatile organic chemicals, volatile organic compounds at room temperature is a fugitive emission of substances, air and environmental pollution is serious,they also have a significant damage to human health. Main sources include petroleum volatile organic chemicals,vehicle exhaust, chemical solvents, paints and coatings, waste disposal, etc., so the pollution of volatile organic compounds is paid much attention to by people .In this paper, volatile organic compounds were determined and analyzed by gas chromatography.

Volatile organic compounds; Gas chromatography; Indoor air; Measurement; Analysis

O 657.7

A

1671-0460（2012）01-0108-03

2011-11-14

錢津旺（1980-），男，云南曲靖人，助理工程師，研究方向：氣相色譜分析。E-mail：749930470@qq.com。