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蘇州申貝儀器有限公司

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技術(shù)文章

空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)

閱讀：41發(fā)布時(shí)間：2026-1-26

摘要：本應(yīng)用報(bào)告說(shuō)明了Mars-400 Plus便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方案。該方法采用手持式氣體采樣探頭、吸附熱解析模塊完成對(duì)TO-14A樣品氣體的富集和進(jìn)樣，連續(xù)檢測(cè)6次，通過(guò)峰面積計(jì)算其重復(fù)性，RSD在18%以下。

關(guān)鍵詞：Mars-400 Plus，吸附熱解析，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）

簡(jiǎn)介

隨著工商業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)和城市生活產(chǎn)生了大量揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），其中大多數(shù)都對(duì)人體有危害。VOCs廣泛存在于環(huán)境和室內(nèi)空氣中，一些國(guó)家已將揮發(fā)性有毒氣體的檢測(cè)作為衡量城市和室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的指標(biāo)之一，我國(guó)環(huán)保部門(mén)也意識(shí)到非常有必要建立高效靈敏的分析檢測(cè)方法。

環(huán)境空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物存在以下特點(diǎn)：

（1）成分復(fù)雜多樣，各化合物的沸點(diǎn)、極性、毒性等存在差異。

（2）不同場(chǎng)所，揮發(fā)性有機(jī)物的濃度不同，對(duì)人體的危害不盡相同，需進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。

（3）具有遷移性。

揮發(fā)性有機(jī)物的特點(diǎn)決定了檢測(cè)方法需具有精準(zhǔn)的定性能力，能快速的提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為制定應(yīng)對(duì)措施提供及時(shí)有效的信息。

Mars-400Plus利用低熱容氣相色譜柱和脈沖式內(nèi)離子源三維離子阱質(zhì)量分析器實(shí)現(xiàn)樣品的有效分離和準(zhǔn)確的定性定量分析。該方法便捷、快速、可靠，能及時(shí)有效的提供分析結(jié)果，是現(xiàn)場(chǎng)分析環(huán)境空氣和室內(nèi)空氣中VOCs的有效方案。

儀器配置

儀器：Mars-400 Plus便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

色譜柱：DB-5ms LTM（5 m×0.1 mm×0.4 μm）

動(dòng)態(tài)氣體稀釋儀：Model 4600，美國(guó)ENTECH公司

測(cè)量附件：手持式氣體采樣探頭

EPA TO-14A標(biāo)準(zhǔn)氣體：含39種揮發(fā)性有機(jī)物，底氣為高純氮?dú)?，每種成分濃度為1 ppm，美國(guó)Spectra Gases公司

氣體樣品配制

通過(guò)動(dòng)態(tài)氣體稀釋系統(tǒng)，配制濃度為10 ppb的EPA TO-14A標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過(guò)手持式氣體采樣探頭，將氣體引入Mars-400 Plus進(jìn)**質(zhì)聯(lián)用分析。

分析方法

表1 色譜條件

項(xiàng)目	參數(shù)
LTM色譜柱升溫程序	45 ℃保持4 min，以30 ℃/min的速率升溫至70 ℃，然后以60 ℃/min的速率升溫至220 ℃，保持1.0 min
進(jìn)樣口溫度	150 ℃
傳輸線溫度	150 ℃
柱流量	0.2 mL/min（恒流模式）
分流比	200:1
色譜狀態(tài)	采樣2.0 min，預(yù)解析0.1 min，解析0.5 min，正向吹掃4.0 min

表2 質(zhì)譜條件

項(xiàng)目	參數(shù)
質(zhì)譜掃描范圍	40-300 amu
數(shù)據(jù)采集模式	FullScan
氣質(zhì)接口溫度	150 ℃
離子阱溫度	50 ℃

結(jié)果/討論

快速分離效果

由于采取了快速色譜技術(shù)，使得Mars-400 Plus的分析時(shí)間僅為常規(guī)色譜分析的1/5。圖1是含有10 ppb EPA TO-14A混合標(biāo)氣的TIC圖，由于采用了LTM技術(shù)，色譜柱可實(shí)現(xiàn)快速加熱和冷卻，在環(huán)境溫度25 ℃時(shí)，色譜柱從220 ℃冷卻到50 ℃時(shí)只需要約2 min，進(jìn)一步縮短了整個(gè)分析流程時(shí)間。

圖110 ppb TO-14A標(biāo)準(zhǔn)樣品的總離子流圖

定性分析結(jié)果

按照標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析步驟，對(duì)濃度為10 ppb的EPA TO-14A標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)**質(zhì)聯(lián)用分析，得到的總離子流圖如圖1所示，定性結(jié)果如表3所示，39種混合物可檢出36種，分離效果很好。

表3 定性分析結(jié)果

序號(hào)	保留時(shí)間（min）	化合物	分子式
1	0.32	二氯二氟甲烷	CCl₂F₂
2	0.32	氯乙烯	C₂H₅Cl
3	0.40	溴甲烷	CH₃Br
4	0.44	四氟二氯乙烷	C₂Cl₂F₄
5	0.44	三氯氟甲烷	CCl₃F
6	0.50	1,1-二氯乙烯	C₂H₂Cl₂
7	0.53	二氯甲烷	CH₂Cl₂
8	0.64	1,1-二氯乙烷	C₂H₄Cl₂
9	0.73	順-1,2-二氯乙烯	C₂H₂Cl₂
10	0.80		CHCl₃
11	0.90	1,1,1-三氯乙烷	C₂H₃Cl₃
12	0.95	1,2-二氯乙烷	C₂H₄Cl₂
13	0.99	苯	C₆H₆
14	0.99		CCl₄
15	1.20	三氯乙烯	C₂HCl₃
16	1.20	1,2-二氯丙烷	C₃H₆Cl₂
17	1.44	順-1,3-二*	C₃H₄Cl₂
18	1.63	甲苯	C₇H₈
19	1.63	反-1,3二*	C₃H₄Cl₂
20	1.69	1,1,2-三氯乙烷	C₂H₃Cl₃
21	1.86	四氯乙烯	C₂Cl₄
22	1.91	1,2-	C₂H₄Br₂
23	2.09	氯苯	C₆H₅Cl
24	2.15	乙苯	C₈H₁₀
25	2.19	間二甲苯	C₈H₁₀
26	2.19	對(duì)二甲苯	C₈H₁₀
27	2.29	苯乙烯	C₈H₈
28	2.29	鄰二甲苯	C₈H₁₀
29	2.41	1,1,2,2-	C₂H₂Cl₄
30	2.60	1,3,5-**基苯	C₉H₁₂
31	2.69	1,2,4-**基苯	C₉H₁₂
32	2.76	1,3-二氯苯	C₆H₄Cl₂
33	2.78	1,4-二氯苯	C₆H₄Cl₂
34	2.85	1,2-二氯苯	C₆H₄Cl₂
35	3.31	1,2,4-三氯苯	C₆H₃Cl₃
36	3.39	六氯丁二烯	C₄Cl₆

標(biāo)準(zhǔn)樣品的重復(fù)性

按照標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析步驟，對(duì)濃度為10 ppb的EPATO-14A標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)**質(zhì)聯(lián)用分析，連續(xù)進(jìn)樣6次，通過(guò)峰面積計(jì)算其重復(fù)性，結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以得到31種化合物的峰面積6次進(jìn)樣重復(fù)性，RSD在18%以下。

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰面積重復(fù)性（n=6）

序號(hào)	化合物	數(shù)據(jù)1	數(shù)據(jù)2	數(shù)據(jù)3	數(shù)據(jù)4	數(shù)據(jù)5	數(shù)據(jù)6	RSD(%)
1	三氯氟甲烷	421	319	320	279	391	321	15.52
2	1,1-二氯乙烯	684	766	718	785	713	647	7.10
3	1,1-二氯乙烷	978	920	808	917	843	977	7.65
4	順-1,2-二氯乙烯	1535	1410	1373	1338	1515	1439	5.42
5		1868	1847	1852	1331	1875	1756	12.08
6	1,1,1-三氯乙烷	978	872	849	1081	1135	1092	12.06
7	1,2-二氯乙烷	1496	1793	1336	2027	2131	1905	17.35
8	苯/	4199	4066	3696	4200	5011	4330	10.15
9	三氯乙烯	3670	3712	3815	3187	4093	3680	7.96
10	1,2二氯丙烷	3545	2928	2835	2176	3043	3231	15.51
11	反-1,2-二/ 順-1,3-二	2582	2677	2543	2542	2918	2814	5.83
12	甲苯	8389	7424	7998	7502	8836	8337	6.79
13	1,1,2-三氯乙烷	4657	3886	4726	4499	5103	4844	8.92
14	四氯乙烯	8420	7622	7465	7486	8136	7974	4.95
15	1,2-	6528	6355	6262	5994	6236	6645	3.63
16	氯苯	7079	6470	6356	6148	6958	7069	6.06
17	乙苯	8919	7823	7988	7883	8496	8612	5.44
18	間二甲苯/對(duì)二甲苯	18462	16404	16650	16677	17848	17944	4.95
19	苯乙烯/鄰二甲苯	17274	16063	16007	16351	17238	17220	3.69
20	1,1,2,2-	8538	8809	8527	8498	8891	8979	2.42
21	1,2,4-**基苯	12282	11764	11477	11725	11940	11728	2.29
22	1,3,5-**基苯	11354	11071	11241	11266	11426	11439	1.22
23	1,3-二氯苯	10425	9946	10338	10375	10704	10487	2.39
24	1,4-二氯苯	10780	10276	10182	10488	10827	10242	2.69
25	1,2-二氯苯	9974	9589	8779	9726	10124	9915	4.98
26	1,2,4-三氯苯	8837	11266	11495	11848	10866	11495	9.96
27	六氯丁二烯	18227	19877	19370	19702	18649	19853	3.58

結(jié)論

清潔的空氣是人類(lèi)賴(lài)以生存的*基本條件，也是環(huán)境分析人員的主要目標(biāo)。聚光科技的Mars-400 Plus便攜式GC-MS將低熱容氣相色譜技術(shù)與離子阱質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合，對(duì)39種EPA TO-14A混標(biāo)中36種化合物進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定，連續(xù)6次進(jìn)樣的重復(fù)性RSD在18%以?xún)?nèi)。

儀器攜帶方便，結(jié)合手持氣體采樣探頭能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)周期在5 min以?xún)?nèi)，節(jié)約采樣或送樣時(shí)間，及時(shí)快速地提供分析結(jié)果。方法在測(cè)定濃度范圍內(nèi)檢測(cè)重復(fù)性高，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)分析要求。

該方法具有操作簡(jiǎn)單，分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急檢測(cè)，同時(shí)也適用于污染源排查、職業(yè)安全等領(lǐng)域空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

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