揮發性有機物(VOC)是主要空氣污染來源,并且是已知的光化學反應前體物,促進進對流層或地面臭氧的形成。地面臭氧對人體健康可能會產生重要的影響,并且會引起全球氣候變化。來自固定源的揮發性有機物的排放,例如:工廠、煉油廠和礦場的管道、煙囪和排氣筒,已確定是造成空氣污染和地面臭氧形成的重要因素。
已發布的 US EPA 325、EPA 18 和 TO-17 方法,使用熱脫附(TD)氣相色譜法(GC)或TD-氣相色譜/質譜法(GC/MS)對揮發性有機物濃度進行測量。2014 年,中國政府發布了“固定污染源排放標準"(HJ 734-2014),該標準對使用 TD-GC/MS 的分析方法參數進行了標準化分析,并對結果計算提供了指導。
在本論文中,建立了使用 PerkinElmer TurboMatrix™ ATD 和帶有電子電離(EI)源的 PerkinElmer Clarus® GC/MS 對 24 種極性和非極性揮發性有機物進行分析的定性和定量方法。該方法簡單、靈敏高且高效,符合監管要求。
實驗 樣品制備 從 o2si smart solutions 購買了 24 種揮發性有機物的混合物標樣。所有標準品的稀釋中均采用了色譜級甲醇(HPLC 級,Fisher Scientific)。 通過 6 個加標 5 μg/mL 校準標準品,對儀器精密度進行研究。配制25 μg/mL 的 4-溴氟苯(BFB) 校正檢測標準溶液,用于 EPA 儀器調諧檢查。圖 1 證明了 BFB 調諧評估樣品通過。圖 2 顯示了調諧評估試驗中使用的質譜圖。

儀器:使用了 PerkinElmer Clarus GC/MS 和 TurboMatrix ATD 進行這些實驗,實驗條件如表 1 中所示。使用 PerkinElmer Elite-624 色譜柱(60 m x 0.32 mm x 1.8 μm)分離,該色譜柱與熱脫附儀輸送線直接連接。 校準 24 種揮發性有機物的混合物使用色譜級甲醇進行稀釋,配制成實驗所需的 5、10、20、50、100 μg/mL 的校準標準品。 將 1 μL 的校準標準品引入到 Carbotrap® 300 試管中,確定校準曲線。


結果和討論: 校準標準品的總離子色譜圖(圖 3)顯示了所選化合物的基線分離。表 2 呈現了保留時間(RT)、定量離子、方法動態范圍、精密度以及在報告限值的信噪比(S/N)的分析結果。繪制的校準曲線為峰面積與分析物含量的曲線,判定系數(r2)大于 0.998,顯示了在 5 – 100 μg/mL 的范圍內的分析可靠性。乙苯的校準曲線如圖 4 中所示。精密度數據(RSD %)在 1.04 – 4.61%的范圍內。通過全掃描功能,采用提取離子色譜圖計算了報告限值時的信噪比結果。



總結: 使用 PerkinElmer TurboMatrix ATD 和 Clarus GC/MS 系統,可以很輕松地對固定污染源排放的 24 種揮發性有機物進行分析。即使對監管報告限值要求最為嚴苛的地區,分析結果也令人滿意,超出限值方法標準。
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