揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）已經(jīng)被公認(rèn)為主要的空氣污染源，相關(guān)部門將其作為一級污 染和二級污染（例如：光化學(xué)煙霧）根源進(jìn)行管制。美國環(huán)境保護(hù)署根據(jù) 1990 年《清潔空氣法》（CAA）確定了 189 種有害空氣污染物，其中 51% 是揮發(fā)性有機(jī)化合物?！肚鍧嵖諝夥ā窞榭諝庵袚]發(fā)性有機(jī)化合物和臭氧污染的監(jiān)測提供了進(jìn)一步的法規(guī)和指導(dǎo)。 美國環(huán)境保護(hù)署的《臭氧前體物取樣和分析的技術(shù)支持文件》（EPA/600-R-98/161  (1998)）¹ 列出了 57 種臭氧前體物目標(biāo)分析物，而美國各州也提出了建立光化學(xué)評估監(jiān) 測站（PAMS）的要求。 

       2017 年，美國環(huán)境保護(hù)署就所有光化學(xué)評估監(jiān)測站發(fā)布了指導(dǎo)意見 ² ，強(qiáng)烈建議這些站點(diǎn)通過氣相色譜法 ³ 分析 27 種主要化合物和 37 種可選化合物，以每小時為周期收集特定揮發(fā)性有機(jī)化合物的測量值。同年，ZG也出臺相應(yīng)法規(guī)，要求相關(guān)機(jī)構(gòu)監(jiān)測 PAMS **版指南中規(guī)定的 57 種揮發(fā)性有機(jī)化合物，13 種醛類和酮類化合物，以及 47 種鹵代 烴化合物和含氧揮發(fā)性有機(jī)化合物。

       珀金埃爾默 TurboMatrix? 300 TD 是一款GX的熱脫附儀， 專門用于 C2?C12 碳?xì)浠衔锏淖詣尤雍蜐饪s。當(dāng)與珀金埃爾默 Clarus^? GC 聯(lián)用時，Turbomatrix? 300 TD 可根據(jù)監(jiān)管要求，輕松準(zhǔn)確地分析環(huán)境空氣樣品中的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量。這套系統(tǒng)是臭氧前體物分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)，具有重現(xiàn)性高、 定量限低的優(yōu)點(diǎn)。 

       本文詳細(xì)介紹了利用珀金埃爾默 TurboMatrix Online 300 TD 和 Clarus 580 GC 監(jiān)測多種揮發(fā)性有機(jī)化合物的方法。本應(yīng)用報告顯示，監(jiān)測結(jié)果具有良好的再現(xiàn)性、線性和檢出限值。

實(shí)驗(yàn) 

儀器 

       本實(shí)驗(yàn)中，我們使用珀金埃爾默 Clarus 580 Dual GC/FID 和 TurboMatrix Online 300 TD，具體實(shí) 驗(yàn)條件如表 1 所 示。 BP-1 色譜柱（50m×0.22mm×1.0μm）為主分析柱，直接與熱脫附傳輸管線相連。經(jīng)典的 Alumina PLOT 色譜柱則用于分離樣品中較輕的組分。較重的組分則采用ZX切割技術(shù)進(jìn)行分離，通過熔融二氧化硅毛細(xì)限流管和 D-Swafer? 工具包切換到火焰離子化檢測器（FID）進(jìn)行分析。系統(tǒng)原理圖見圖 1。 本研究采用增強(qiáng)型空氣監(jiān)測阱來濃縮目標(biāo)化合物。依據(jù)之前一份關(guān)于環(huán)境空氣監(jiān)測的應(yīng)用報告 ⁴ ，在兩個吸附劑的前面設(shè)置一個由弱吸附劑組成的小緩沖區(qū)，可以提高較重組分的精度和回收率。

標(biāo)準(zhǔn)氣體 

       校準(zhǔn)氣體混合物，PAMS 標(biāo)氣和 TO-15 標(biāo)氣皆購自 Linde Gas公司，并采用動態(tài)稀釋裝置（Besser Technology 公司）進(jìn)行稀釋。

結(jié)果和討論 

       低碳通道和高碳通道校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的色譜圖如圖 2 和圖 3 所示， 目標(biāo)化合物具有良好的峰形和基線分離。ZX切割時間設(shè)定 為 9.8 分鐘，因此，洗脫時間早于順 -1,2- 二氯乙烯的化合物 被切換到 PLOT 色譜柱進(jìn)行進(jìn)一步分離，其他化合物則通過 毛細(xì)限流管后進(jìn)行檢測。表 2-3 總結(jié)了濃度為報告限時的保留 時間（RT）、方法動態(tài)范圍和信噪比（S/N）結(jié)果。所有化合 物的線性系數(shù)（r² ）均在 0.996 以上，這表明此次分析在濃度 介于 1-40 ppbc 之間具有可靠性。通過在規(guī)定濃度下分析 6 個重復(fù)樣品，確定了保留時間的穩(wěn)定性、峰面積精度和信噪比。

表 1. 分析參數(shù)

圖 1. Online TD-GC 系統(tǒng)的原理圖。

圖 2. 濃度為 50 ppbc 時低碳通道（A）和高碳通道（B）的 PAMS 標(biāo)氣的色譜圖。 

表 2. PAMS 組分低碳通道，濃度在報告限的各化合物保留時間（RT）、方法動態(tài)范圍和信噪比（S/N）結(jié)果。

表 3. PAMS 組分在高碳通道，濃度在報告限的各化合物保留時間 (RT)、方法動態(tài)范圍和信噪比（S/N）結(jié)果。

圖 3. 濃度為 100 ppbc 時低碳通道 (A) 和高碳通道 (B) 的 TO-15 標(biāo)氣的色譜圖。

總結(jié)

       本文利用配有在線空氣取樣附件的 TurboMatrix  300 TD 熱脫附儀收集、濃縮和脫附各種揮發(fā)性有機(jī)化合物，再通過配有 D-Swafer 的 Clarus 580 GC 分 析樣品。增強(qiáng)型空氣監(jiān)測阱提高了較重組分的分析精度與回收率。本文各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示了 PAMS 和 TO-15 標(biāo)氣目標(biāo)化合物列表中的各個組分的分析結(jié)果良好，進(jìn)而體現(xiàn) Online TD-GC 系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

1.PAMS TAD http://www.epa.gov/ttn/amtic/fifiles/ambient/pams/  newtad.pdf.  

2. PAMS Required Quality Assurance Implementation Plan  https://www3.epa.gov/ttnamti1/fifiles/ambient/pams/PAMS%20 Quality%20Assurance%20Implementation%20Plan_092716_ V4.0.pdf. 

3. https://www3.epa.gov/ttnamti1/fifiles/ambient/pams/targetlist.pdf. 

4. National EPA policy VOC monitoring in the key cities-2018.pdf.  

5. Miles Snow, 2018. Improvements to Ambient Air Monitoring  (U.S. EPA PAMS) Using a Clarus 690 Gas Chromatograph.  PerkinElmer Application note.