室内空气中挥发性有机物和苯系物监测技术研究进展摘要：室内空气中苯系物的测定是评价室内环境质量的重要指标之一,针对目前苯系物测定中存在的问题,本文综述了近年来国内外在苯系物的采样及测试技术上的进展,重点评述了各种采样技术(容器捕集法、固体吸附剂采样法和固相微萃取法等)以及以气相色谱法为主的分析方法,并对一些非色谱法的分析技术进行了简介,介绍了同时测定苯系物和总挥发性有机物两个指标监测技术的最新研究进展。

关键词：室内空气；苯系物; VOCs；分析；测定1引言室内空气污染物的种类繁多，挥发性有机物和苯系物含量的测定是评价室内环境质量的重要指标之一。

室内挥发性有机物和苯系物来源不仅受室外空气污染(工业废气、汽车尾气、光化学污染物等)的影响，主要还与室内装饰材料和室内污染源的排放密切相关。

因此，本文拟对室内空气中挥发性有机物和苯系物测定的相关问题作一扼要的评述。

2挥发性有机物和苯系物的采样及预处理技术由于室内VOCs和苯系物含量甚微，难于直接检测，因此分析前通常要进行样品采集和样品预处理。

2.1挥发性有机物的采样及预处理技术2.1.1样品采集VOCs采样可分为全空气采样和捕集空气采样。

全空气采样用金属罐等采集整个空气样品，避免了吸附剂采样的穿透、分解，且可同时分析其中的多种组分，缺点是成本较高。

此法目前在国外应用较多，如Summa罐采样为USEPA标准方法。

捕集空气采样需用固体吸附剂、液体吸收剂等捕集剂。

其中，固体吸附剂采样方便、采样后便于运输储存，目前应用广泛。

此类方法又可分为动力采样和被动采样。

被动采样不仅适用于长期个体暴露监测，而且适用于室内不同浓度VOCs的多点采样，但风速和温度对采样量影响较大。

2.1.2样品预处理VOCs常采用的预处理方法有溶剂解吸法、低温预浓缩—热解吸法、固相萃取法、顶空法、超临界流体萃取、吹扫-捕集法等。

这些方法各有特点，同时也存在局限性。

溶剂解吸法常用的解吸液为CS2，由于解吸液体积远大于样品体积，因此对样品的解吸将导致灵敏度降低，方法的误差较大，且CS2对人体和环境均产生不良影响。

固相萃取法简单，溶剂耗量少，但需多步完成，易造成被分析物的流失，重现性较差。

顶空法虽然简单、易操作，但富集效果差，灵敏度较低。

超临界流体萃取法要使用大量高纯CO2。

而吹扫捕集法则需高纯N2作载气进行气提。

固相微萃取技术是一种集萃取、浓缩、进样于一体的样品预处理新方法。

其原理与液相色谱分离过程相仿，根据被萃取组分与样品基质及其他成分在固定相填料上作用力强弱的不同使它们彼此分离；它不仅用于“清洗”样品、除去干扰或对测定有害的物质，而且可使组分分级,达到浓缩或纯化的作用。

Meng等建立了空气中VOCs的简便有效的固相微萃取法，将待测物直接从空气中提取，热解吸进入气相色谱仪进行分离和定量。

热解吸是在载气流吹气下对吸附剂进行加热，使被吸附的VOCs 释放出来进入色谱柱。

优点是灵敏度较高，可避免溶剂对分析的干扰，但样品回收率较低。

热解吸仪按制冷方式的不同分为液氮制冷和半导体制冷。

前者制冷温度低(－196℃)，从采样管解吸下来的几乎所有组分都能被冷阱捕集，但由于升温速度慢，易造成色谱峰拖尾。

为避免此现象，可在热解吸仪的传输线和色谱柱接口处加载一个二次冷聚焦装置；后者则从原理上较好解决了这一问题，但其制冷温度最低仅－30℃。

无论是何种预处理方法，在对样品中的VOCs解吸方面均不很完善。

因此，对于如何提高样品的解吸效率和回收率、减少解吸过程中VOCs的损失，探索快速、简便、有效的预处理方法仍是值得注意的问题。

2.2苯系物的采样及预处理技术2.2.1容器捕集法容器捕集法也称为罐取样法，在国外应用较多。

容器捕集法可避免采用吸附剂采样时的穿透、解吸时的损失，但其成本较高，操作复杂，不利于普及。

2.2.2固体吸附剂采样法吸附剂采样由于设备简单、操作简便、样品保存时间长，成为目前最广泛的采样方法。

常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维和混合吸附剂等。

采样后，通过溶剂解吸或热解吸，将苯系物从固体吸附剂上转移至气相色谱，进行测定。

2.2.3固相微萃取法固相微萃取法，操作简便，无需有机溶剂，集采样、萃取、浓缩和进样于一体。

其装置由萃取头和手柄两部分组成。

采样时利用手柄将萃取头推出，使其直接暴露于室内空气中进行采样。

该法的关键在于萃取头，其上1cm处的熔融石英细丝表面涂有聚合物。

采样结束后，旋进萃取头即可。

分析时，将该装置直接插入气相色谱仪的进样口，推出萃取头，吸附在萃取头上的有机物就会在进样口进行热解吸，随载气进入毛细管柱进行测定。

2.2.3低温吸附法将采样管置于冷阱、冷凝或半导体制冷器中，采样时，空气通过采样管，被测组分即冷凝于采样管内。

通常水和COS2等也被冷凝，故一般在采样管前装有碱石棉、过氯酸锰等吸除装置。

冷阱中常用冷冻剂有：冰盐水(－10℃)、干冰丙酮(－78℃)、液氮(－190℃)等。

现有标准方法热解吸/毛细管气相色谱法，应用Tenax吸附管采样条件中没有规定采样温度，采样流量定为0.5L/min,，采样时间定为20min。

实验证明采样温度、采样流量和采样时间对苯系物中各组份的吸附率(或穿透率)都有明显影响。

若吸附管采样温度5℃±3℃，采样流量100～250mL/min，采样时间10min，可以保证苯系物所有组份的吸附热解吸回收率都可达到90%以上，对苯的回收率可达97%左右。

采用TenaxTA吸附管冷阱采样1～2.5L，并用热解吸进样器直接注入毛细柱系统，可以实现一次采样、一次进样同时得到苯和TVOC准确的分析结果。

3分析方法3.1VOCs的分析方法用于测定VOCs的方法通常有气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、气质联用(GC-MS)、荧光分光光度法、膜导入质谱法等。

其中最常用的是GC和GC-MS。

3.1.1比色管检测法简单实用的检测技术，由一个充满显色物质的玻璃管和一个抽气采样泵构成。

检测时将玻璃管两头折断，采样泵将室内空气抽入检测管，吸入的气体和显色物质反应，气体浓度与显色长度成正比，从而可直观地得到气体的大致浓度。

此方法数据代表性差，检测范围不足以覆盖全部的TVOCs成分。

3.1.2气相色谱法具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等特点，对异构体和多组分有机混合物的定性、定量分析效果好。

使用氢火焰离子化检测器(FID)对有机污染物进行定性和定量测定是较成熟的方法。

FID对几乎所有的有机化合物均有响应,特别是对烃类灵敏度高,且响应与碳原子数成正比,检测限达10－12g/s。

Pellizzari等最早对常温吸附直接热解吸色谱法分析空气中VOCs作过研究。

张林等采用Tenax树脂吸附热解吸/GC- FID测定室内空气中的芳香烃类有机物。

GC法在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对照或与质谱联用，才能获得肯定的结果。

在定量分析时，常需要用已知纯样品对输出的信号进行校正。

3.1.3气相色谱质谱联用法GC-MS可测定TVOC S中各组分的种类和浓度，结果准确可靠。

缺点是采样和分析过程复杂，分析时间长，测定成本高。

质谱检测器(MSD)可对未知化合物进行定性鉴定，又可用于痕量组分的定量分析。

MSD的定性采用全扫描质谱图，图中分子离子峰可确定待测组分的分子量，各碎片离子是该分子的组成部分。

可采用计算机检索定性，也可通过图谱解析定性。

MSD定量的基础是待测组分的峰强与其含量成正比。

通常，首先对总离子流图中待定量组分进行鉴定，确保样品中有被定量组分存在，然后确定用于定量的特征离子，作标样校准曲线，进行实际样品的分析。

与GC法相比，GC-MS法除具有高分离能力和准确的定性鉴定能力外，还能够检测尚未分离的色谱峰，且灵敏度高，数据可靠，在一般应用中可省去其他色谱检测器，因此，GC-MS正逐步成为检测痕量物质的重要手段。

3.2苯系物分析方法3.2.1气相色谱法GC具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等特点，尤其对异构体和多组分混合物的定性、定量分析更能发挥其作用，因而得到了广泛的应用。

GC法最关键的技术是色谱柱和检测器。

苯系物的分离采用填充柱的方法较普遍，应用也比较早，不同的文献分别采用非极性和极性固定液。

采用非极性固定液的色谱柱对二甲苯异构体和乙苯分离度差，而用极性较强的聚乙二醇固定液效果稍好，主要缺点是对二甲苯和间二甲苯不能分离。

随着填充柱广泛应用及色谱技术的发展，采用毛细管色谱柱分离苯系物的方法日趋成熟。

毛细管色谱柱效高，分离效果好，应用多的主要是非极性的和中等极性，使用极性固定液的毛细管柱很少。

一般的毛细管柱对苯系物的分离基本上都能达到要求，但对二甲苯异构体的分离常常较困难。

3.2.2其它分析方法气体检测管法是一种快速、简单、反应稳定、灵敏度较高而且可靠的分析手段。

对于精密度要求不严格的情况下以及需要快速进行判断某物质的存在时，气体检测管法是一种经济、更实用、更快速的分析方法。

时永前等利用气体检测管法测定了空气中的苯系物，同时与气相色谱法作了对比实验，测定结果有较好的相关性。

分光光度法由于仪器便宜，操作简单，体系相对成熟，在环境监测部门应用广泛。

为了适应室内环境空气监测的需要，郑雪英对室内空气中苯系物的分光光度测定方法进行了研究，采用甲醛－硫酸分光光度法测定空气中的苯系物。

方法原理是在浓硫酸存在下，苯系物与甲醛反应生成黄棕色二苯基甲烷聚合物，其浓度与显色程度成正比，以此进行比色测定。

4结束语我国《室内空气质量标准》的出台是近年来随着国内装饰装修造成室内空气污染日益严重、健康损害屡屡出现这一客观事实促成的。

由于时间紧、任务重,标准主要是在借鉴国际、国外相关标准和指导限值的基础上，结合我国实际情况,参照国内现有标准制定的。

因此，标准和相应的监测方法在实施过程中尚需不断完善。