空氣和廢氣監(jiān)測 課件 TVOC的測定

任務(wù)4.3.5TVOC的測定空氣和廢氣監(jiān)測技術(shù)任務(wù)4.3.5TVOC的測定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解室內(nèi)空氣中TVOC的來源及危害；2.掌握熱解吸/毛細(xì)管氣相色譜法測定室內(nèi)空氣中TVOC的方法原理；3.能正使用氣相色譜法進(jìn)行室內(nèi)空氣TVOCs的含量的測定；4.能判斷測定結(jié)果的異?，F(xiàn)象并能解決；5.能夠理論與實(shí)踐相結(jié)合，自主學(xué)習(xí)新的國家標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測規(guī)范、方法標(biāo)準(zhǔn)；6.具有環(huán)保意識和節(jié)約意識。（一）TVOC的性質(zhì)、來源及危害

1.TVOC的性質(zhì)

世界衛(wèi)生組織（WHO）對總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）的定義為熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50～260℃的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。VOCs主要成分為芳香烴、鹵代烴、脂肪烴等，達(dá)900種之多，是強(qiáng)揮發(fā)、有特殊刺激性氣味、有毒的有機(jī)氣體，在施工中大量揮發(fā)，使用中緩慢釋放。一、基本知識

2.TVOC的來源

外空氣中TVOC來源于石油化工等工業(yè)排放，燃料燃燒及汽車尾氣的排放；室內(nèi)TVOC不僅受室外空氣污染的影響，還主要與復(fù)雜的室內(nèi)裝修材料、室內(nèi)污染源排放，人為活動等密切相關(guān)，主要來自于建筑材料、清潔劑、涂料、膠黏劑、化妝品和洗滌劑等。

3.TVOC的危害

神經(jīng)毒性作用，常見的癥狀有：眼睛不適、渾身赤熱、干燥、頭痛、疲倦、喉部不適等。（二）TVOC的限量閾值及測定方法《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2022）規(guī)定，室內(nèi)空氣中TVOC的限值為0.6mg/m3?！睹裼媒ㄖこ淌覂?nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定I類民用建筑工程TVOC濃度限值為0.45mg/m3；Ⅱ類民用建筑工程TVOC濃度限值為0.50mg/m3。常用的TVOC測定方法是固體吸附劑管采樣，然后加熱解吸，用毛細(xì)管氣相色譜法測定。

吸附管采樣-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法方法適用于環(huán)境空氣中34種揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的測定，也適用于其他非極性或弱極性揮發(fā)性有機(jī)物的測定。當(dāng)采樣體積為2L時，方法檢出限為0.3～1.0μg/m3，測定下限均為1.2～4.0μg/m3。二、實(shí)訓(xùn)操作（一）測定原理

采用固體吸附劑富集環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物，將吸附管置于熱脫附儀中，經(jīng)氣相色譜分離后，用質(zhì)譜進(jìn)行檢測。通過與待測目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖相比較和保留時間進(jìn)行定性，外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法定量。（二）儀器和設(shè)備（1）氣相色譜儀：具毛細(xì)管柱分流/不分流進(jìn)樣口。（2）質(zhì)譜儀：具NIST質(zhì)譜圖庫、手動/自動調(diào)諧、數(shù)據(jù)采集、定量分析及譜庫檢索等功能。（3）毛細(xì)管柱：30m×0.25mm，1.4μm膜厚（6%腈丙基苯，94%二甲基聚硅氧烷固定液）。（4）熱脫附裝置：具二級脫附功能，聚焦管部分應(yīng)能迅速加熱（至少40℃/sec）。熱脫附裝置與氣相色譜相連部分和儀器內(nèi)氣體管路均應(yīng)使用硅烷化不銹鋼管，并至少能在50～150℃之間均勻加熱。若采用具有冷聚焦功能的熱脫附裝置，能夠減小極易揮發(fā)目標(biāo)物的損失，提高靈敏度。（5）老化裝置老化裝置的最高溫度應(yīng)達(dá)到400℃以上，最大載氣流量至少能達(dá)到100ml/min，流量可調(diào)。（6）采樣器雙通道無油采樣泵，雙通道能獨(dú)立調(diào)節(jié)流量并能在10～500ml/min

內(nèi)精確保持流量，液量誤差應(yīng)在±5%內(nèi)。（7）校準(zhǔn)流量計(jì)（8）

微量注射器：5.0、25.0、50.0、100、250和500μl。（9）一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。（三）測定分析過程1.采樣前準(zhǔn)備

（1）

氣密性檢查把一根吸附管（與采樣所用吸附管同規(guī)格，此吸附管只用于氣密性檢查和預(yù)設(shè)流量用）連接到采樣泵。打開采樣泵，堵住吸附管進(jìn)氣端，若流量計(jì)流量歸零，則采樣裝置氣路連接氣密性良好，否則應(yīng)檢查氣路氣密性。

（2）

預(yù)設(shè)采樣流量若采樣體積2L，則設(shè)定采樣流量為10～200

ml/min；當(dāng)相對濕度大于90%時，應(yīng)減小采樣體積，但最少不應(yīng)小于300

ml。2.采樣（1）取下檢查好的吸附管，將一根新吸附管連接到采樣泵上，按吸附管上標(biāo)明的氣流方向進(jìn)行采樣。在采集樣品過程中要注意隨時檢查調(diào)整采樣流量，保持流量恒定。（2）在吸附管后串聯(lián)一根老化好的吸附管。每批樣品應(yīng)至少采集一根候補(bǔ)吸附管，用于監(jiān)視采樣是否穿透。（3）采樣結(jié)束后，記錄采樣點(diǎn)位、時間、環(huán)境溫度、大氣壓、流量和吸附管編號等信息。3.樣品運(yùn)輸與保存樣品采集完成后，應(yīng)迅速取下吸附管，密封吸附管兩端或放入專用的套管內(nèi)，外面包裹一層鋁箔紙，運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。不能立即分析的樣品按吸附管的老化和保存方法存放，7d內(nèi)分析。4.現(xiàn)場空白樣品的采集將吸附管運(yùn)輸?shù)讲蓸蝇F(xiàn)場，打開密封帽或從專用套管中取出，立即密封吸附管兩端或放入專用的套管內(nèi)，外面包裹一層鋁箔紙。同已采集樣品的吸附管一同存放并帶回實(shí)驗(yàn)室分析。每次采集樣品，都應(yīng)至少帶一個現(xiàn)場空白樣品。5.儀器分析前準(zhǔn)備

（1）儀器參考條件

①

熱脫附儀參考條件傳輸線溫度：130℃；吸附管初始溫度：35℃；聚焦管初始溫度：35℃；吸附管脫附溫度：325℃；吸附管脫附時間：3min；聚焦管脫附溫度：325℃；聚焦管脫附時間：5

min；一級脫附流量：40

ml/min；聚焦管老化溫度：350℃；干吹流量：40

ml/min；干吹時間：2

min。②氣相色譜儀參考條件進(jìn)樣口溫度：200℃；載氣：氮?dú)?；分流比?：l；柱流量（恒流模式）：1.2

ml/min；升溫程序：初始溫度30℃，保持3.2

min，以11℃/min

升溫到200℃保持3min。為消除水分的干擾和檢測器的過載，可根據(jù)情況設(shè)定分流比。

某線熱脫附儀具有樣品分流功能，可按廠商建議或具體情況進(jìn)行設(shè)定。③質(zhì)譜參考條件掃描方式：全掃描；掃描范圍：35～270

amu；離子化能量：70eV；接口溫度：280℃。其余參數(shù)參照儀器使用說明書進(jìn)行設(shè)定。為提高靈敏度，也可選用選擇離子掃描方式進(jìn)行分析。（2）

儀器性能檢查用微量注射器移取1.0μl

BFB溶液，直接注入氣相色譜儀進(jìn)行分析，用四級桿質(zhì)譜得到的

BFB

關(guān)鍵離子豐度應(yīng)符合表4-9中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，否則需對質(zhì)譜儀的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或者考慮清洗離子源。6.校準(zhǔn)曲線繪制用微量注射器分別移取25.0，50.0，125，250和500μl的標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液至10

ml容量瓶中，用甲醇定容，配制目標(biāo)物濃度分別為5.00，10.0，25.0，50.0

和100

mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。用微量注射器移取1.0μl標(biāo)準(zhǔn)系列溶液注入熱脫附儀中，按照儀器參考條件，依次從低濃度到高濃度進(jìn)行測定，繪制校準(zhǔn)曲線。若所用熱脫附儀沒有“液體進(jìn)樣制備標(biāo)準(zhǔn)系列”的功能，可用如下方式制備：把老化好的吸附管連接于氣相色譜儀填充柱進(jìn)樣口上，設(shè)定進(jìn)樣口溫度為

50℃，用微量注射器移取

1.0μl標(biāo)準(zhǔn)系列溶液注射到氣相色譜儀進(jìn)樣口，用100

ml/min的流量通載氣5min，迅速取下吸附管，制備成目標(biāo)物含量分別為5.00，10.0，25.0，50.0和100ng的標(biāo)準(zhǔn)系列管。也可直接購買商品化的標(biāo)準(zhǔn)樣品管制備校準(zhǔn)曲線。7.樣品測定將采完樣的吸附管迅速放入熱脫附儀中，按照儀器參考條件進(jìn)行熱脫附，載氣流經(jīng)吸附管的方向應(yīng)與采樣時氣體進(jìn)入吸附管的方向相反。樣品中目標(biāo)物隨脫附氣進(jìn)入色譜柱進(jìn)行測定。分析完成后，取下吸附管進(jìn)行老化和保存，若樣品濃度較低，吸附管可不必老化。8.空白試驗(yàn)按與樣品測定相同步驟分析現(xiàn)場空白樣品。（四）計(jì)算結(jié)果與表示

1.定性分析

以保留時間和質(zhì)譜圖比較進(jìn)行定性。2.定量分析

根據(jù)目標(biāo)物第一特征離子的響應(yīng)值進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)樣品中目標(biāo)物的第一特征離子有干擾時，可以使用第二特征離子定量。（1）吸附管中目標(biāo)物質(zhì)量的計(jì)算①外標(biāo)法當(dāng)采用最小二乘法繪制校準(zhǔn)曲線時，樣品中目標(biāo)物質(zhì)量m（ng）通過相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線計(jì)算。②內(nèi)標(biāo)法當(dāng)采用平均相對響應(yīng)因子進(jìn)行校準(zhǔn)時，樣品中目標(biāo)物的質(zhì)量m（ng）按照下式進(jìn)行計(jì)算。（2）環(huán)境空氣中待測目標(biāo)物的質(zhì)量濃度，按下式計(jì)算

當(dāng)測定結(jié)果小于100μg/m3時，保留到小數(shù)點(diǎn)后1位；當(dāng)測定結(jié)果大于等于100μg/m3時，保留三位有效數(shù)字。

當(dāng)使用該方法中規(guī)定的毛細(xì)管柱時，峰序號為22的目標(biāo)物測定結(jié)果為間二甲苯和對二甲苯之和。（五）注意事項(xiàng)

采樣前，應(yīng)抽取

20%的吸附管進(jìn)行空白檢驗(yàn)。每次分析樣品前應(yīng)用一根空白吸附管代替樣品吸