什么是挥发性有机化合物?
根据世界卫生组织(世卫组织)的定义,VOCs(挥发性有机化合物)是在室温下沸点为50至260的各种有机化合物。在我国,VOCs是指室温下饱和蒸汽压大于70 Pa,常压下沸点低于260的有机化合物,或20时挥发蒸汽压大于等于10 Pa的所有有机化合物。
随着人们的增强随着人们对VOCs危害的认识,VOCs的检测方法和仪器也在不断升级。
挥发性有机化合物检测方法
在国外,尤其是美国,空气中挥发性有机物的仪器方法主要是气相色谱法和气相色谱-质谱法。采样方法主要包括容器捕集法和固体吸附剂采样法。吸附剂分为活性炭、载体(也叫载体)和热脱附管。
国内早期的分析方法多为固体吸附剂吸附-溶剂解吸-气相色谱法。该吸附剂可以富集空气样品,方法的检出限较低,测定成本低。但存在采样时间长、吸附剂泄漏、解吸/脱附效率和二次污染等缺陷。后来,中国美国的取样和分析方法逐渐与国际先进方法接轨。
目前,国内外广泛采用气相色谱法。该方法具有高效、快速、监测范围广、灵敏度高等优点,是分析VOCs的重要手段之一。
挥发性有机化合物探测器
对于检测器的选择,国内外常用的检测器有:FID、ECD、PID、MSD。
火焰离子化检测器(FID)是一种通用检测器,常用于气相色谱分析。
它具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性好、响应快等优点,广泛用于检测挥发性烃类和多种含碳有机化合物。FID的突出优点是几乎对所有有机物都有响应,特别是对烃类,其响应与碳原子数成正比。对H2O、CO2、CS2等无机物不敏感,对气体流量、压力、温度变化不敏感。线性范围宽,结果简单,操作方便。它的死体积几乎为零,可以直接连接毛细管柱。因此,无论是在过去的填充柱时期,还是在毛细管柱逐渐普及的今天,FID都得到了广泛的应用。FID的缺点是:气路相对于杂质,为了点火或在操作中获得最佳性能,不得不反复调整气体流量比,与其他检测器相比比较麻烦。
电子捕获检测器(ECD)是最灵敏的气相色谱检测器,也是最早的选择性检测器。
它只对那些能俘获电子的化合物有响应,如卤代烃和含氮、氧、硫等杂原子的化合物,由于其灵敏度高、选择性好,也是应用最广泛的放射性电离探测器之一。广泛应用于生物、医药、农药、环保、金属螯合物、天气跟踪等领域。ECD虽然具有灵敏度高的特点,但缺点也很明显:首先,日常操作需要注意的事项很多。如果你不如果不加以注意,会立即导致稳定性变差,灵敏度大大降低,线性度变窄。因此,它常常被误认为是最难操作的探测器;同时,ECD建立色谱分析方法困难且耗时,如样品预处理、色谱柱制备老化、系统清洁度、所用溶剂器皿等。这些都需要特殊的要求。
质谱仪(MSD)是一种质量和通用的检测器,可以响应所有适合GC检测的化合物,并且可以电离。
由于质谱具有灵敏度更高、定性能力更强以及能够提供相对分子质量和结构信息的优点,它改善了气相色谱的定性局限性。现在,气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)越来越广泛地应用于环境中挥发性有机化合物的检测。MSD的优点是测量准确,能对适合GC检测和字画的化合物给出响应。它的缺点是MSD数据
光电离检测器(PID),PID(光电离检测器)光电离检测器是一种主要用于监测大气中VOCs的传感器。
原理是有机气体在紫外光源的激发下会电离。PID使用的是UV(紫外光)灯,有机物在紫外光的激发下电离。电离的片段有正负电荷,因此在两个电极之间产生电流。探测器将电流放大,VOCs气体的浓度就可以通过仪器仪表显示出来。离子检测器的优点是无损,传感器体积小,应用环境广,随着传感器技术的提高,其检测精度不亚于大型检测仪器。
英国Alphasense的PID-AH传感器分辨率为1ppb,灵敏度大于20 mV/ppb,满足并实现了对大气VOCs的精确检测和监测的要求。
目前,PID-AH技术已经非常成熟,并且已经应用于大量的工业项目中。
就PID而言,其应用主要包括:炼油行业的监控、危险化学品泄漏的应急处理、泄漏危险区域的界定、油罐站的安全监控、有机物排放净化效率的监控等。
审计福冈江
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