安益譜 7700 單四極桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測定環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物方案（參考 HJ 644-2013）
一、方案背景與適用范圍
揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是環(huán)境空氣中典型的特征污染物，其成分復(fù)雜（如苯、甲苯、二甲苯、甲醛等），不僅會(huì)引發(fā)光化學(xué)煙霧、臭氧污染等區(qū)域性環(huán)境問題，部分物質(zhì)還具有毒性、致癌性，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)造成長期危害?！禜J 644 - 2013 環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測定 吸附管采樣 - 熱脫附 / 氣相色譜 - 質(zhì)譜法》是我國環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域測定 VOCs 的核心標(biāo)準(zhǔn)方法，適用于環(huán)境空氣、室內(nèi)空氣及無組織排放廢氣中 35 種目標(biāo) VOCs 的定性與定量分析。
安益譜 7700 單四極桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC - MS）憑借高分離效率的氣相色譜系統(tǒng)、穩(wěn)定的電子轟擊電離源（EI）及單四極桿質(zhì)量分析器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中低濃度 VOCs 的精準(zhǔn)捕捉。本方案基于該儀器，嚴(yán)格遵循 HJ 644 - 2013 標(biāo)準(zhǔn)要求，構(gòu)建從采樣、前處理到儀器分析的全流程檢測體系，滿足環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)、科研單位對(duì) VOCs 污染溯源、濃度監(jiān)測的需求。
安益譜7700單四極桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀
二、儀器設(shè)備與試劑材料
（一）核心儀器配置
- 氣相色譜部分：配備分流 / 不分流進(jìn)樣口（最高控溫 350℃）、程序升溫系統(tǒng)（控溫精度 ±0.1℃），支持恒流 / 恒壓載氣控制模式，可兼容 DB - 5MS UI（30m×0.25mm×0.25μm）等低流失毛細(xì)管色譜柱，確保 35 種 VOCs 實(shí)現(xiàn)基線分離。
- 質(zhì)譜部分：采用 70eV 標(biāo)準(zhǔn) EI 源，離子化效率穩(wěn)定，可生成清晰的 VOCs 特征離子碎片；單四極桿質(zhì)量分析器質(zhì)量范圍 1.5 - 1000u，掃描速度最高達(dá) 10000u/s，支持全掃描（Full Scan）與選擇離子監(jiān)測（SIM）模式，其中 SIM 模式可針對(duì)性捕捉目標(biāo) VOCs 的特征離子，檢出限（LOD）低至 0.001μg/m3，滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低濃度 VOCs 的檢測要求。
- 數(shù)據(jù)系統(tǒng)：搭載 ANYEEP ChemStation 工作站，集成儀器控制、譜圖解析、外標(biāo)法定量等功能，支持自動(dòng)匹配 NIST 質(zhì)譜庫進(jìn)行定性，操作便捷且數(shù)據(jù)重復(fù)性好。
- 熱脫附儀（與 7700 GC - MS 配套）
采用二級(jí)熱脫附技術(shù)，一級(jí)脫附溫度 50 - 400℃（可程序升溫），二級(jí)聚焦溫度 100 - 400℃，脫附效率＞95%；支持吸附管自動(dòng)進(jìn)樣，可同時(shí)容納 10 - 20 根吸附管，避免手動(dòng)操作帶來的污染風(fēng)險(xiǎn)，與氣相色譜進(jìn)樣口無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)脫附后樣品的直接進(jìn)樣分析。
- 大氣采樣器
流量范圍 0.1 - 1.0L/min，流量精度 ±5%，具備恒溫采樣功能（5 - 35℃），可根據(jù)采樣體積需求（通常為 10 - 50L）設(shè)定采樣時(shí)間，確保吸附管對(duì) VOCs 的有效富集。
（二）試劑與耗材
- 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：35 種 VOCs 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度 1000μg/mL，溶劑為甲醇或二硫化碳，符合 HJ 644 - 2013 附錄 A 要求），用于繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；甲醇（色譜純），用于稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液。
- 吸附管：不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)填 Tenax - TA 吸附劑（粒徑 20 - 40 目），吸附管空白值需滿足：目標(biāo) VOCs 含量＜0.001μg / 管，避免空白污染影響檢測結(jié)果。
- 載氣：高純氦氣（純度 99.999%），用于氣相色譜載氣及熱脫附過程中的吹掃氣；高純氮?dú)猓兌?99.999%），用于采樣后吸附管的密封保存及儀器檢漏。
- 其他耗材：石英棉（耐高溫，用于吸附管兩端固定吸附劑）、聚四氟乙烯（PTFE）密封帽（用于吸附管采樣后密封）、0.22μm 有機(jī)相濾膜（用于過濾標(biāo)準(zhǔn)溶液，防止雜質(zhì)進(jìn)入儀器）。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
（一）樣品采集（依據(jù) HJ 644 - 2013 7.1 - 7.3）
- 吸附管活化：采樣前將吸附管置于熱脫附儀中，在氮?dú)獯祾撸髁?50mL/min）下，于 300℃活化 30min，活化后立即用 PTFE 密封帽密封，冷卻至室溫后備用（活化后吸附管需在 48h 內(nèi)完成采樣）。
- 現(xiàn)場采樣：將活化后的吸附管連接至大氣采樣器，確保采樣路徑無漏氣（可通過皂膜流量計(jì)檢漏）；設(shè)定采樣流量 0.5L/min，采樣時(shí)間 60min（采樣體積 30L），采樣過程中記錄環(huán)境溫度（℃）、大氣壓（kPa），用于后續(xù)濃度換算。
- 樣品保存：采樣結(jié)束后，立即用 PTFE 密封帽密封吸附管兩端，避光、低溫（0 - 4℃）保存，保存時(shí)間不超過 7d，避免 VOCs 脫附損失。
（二）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
- 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制：取 35 種 VOCs 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg/mL），用甲醇逐步稀釋，制備濃度為 0.1μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。
- 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣：采用微量注射器（1μL）將不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別注入活化后的空白吸附管中，每支吸附管注入 1μL，隨后用氮?dú)猓髁?50mL/min）吹掃 5min，使溶劑（甲醇）完全揮發(fā)，VOCs 被吸附劑富集，模擬現(xiàn)場采樣過程。
- 儀器分析與曲線繪制：將富集后的吸附管放入熱脫附儀，按 “二級(jí)熱脫附 - 氣相色譜 - 質(zhì)譜” 流程分析（參數(shù)見 3.3）；以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng) VOCs 的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線，要求相關(guān)系數(shù) R2≥0.995。
（三）儀器分析條件
- 熱脫附條件
- 一級(jí)脫附：溫度 250℃，時(shí)間 10min，吹掃流量 50mL/min；
- 二級(jí)聚焦：溫度 280℃，時(shí)間 5min；
- 傳輸線溫度：280℃（避免 VOCs 在傳輸過程中冷凝）。
- 氣相色譜條件
- 色譜柱：DB - 5MS UI（30m×0.25mm×0.25μm）；
- 柱溫程序：初始溫度 35℃（保持 5min），以 5℃/min 升溫至 150℃（保持 2min），再以 10℃/min 升溫至 250℃（保持 5min）；
- 進(jìn)樣口溫度：250℃，分流比 10:1（避免樣品過載）；
- 載氣（氦氣）流量：1.0mL/min（恒流模式）。
- 質(zhì)譜條件
- EI 源溫度：230℃；
- 離子源電子能量：70eV；
- 接口溫度：280℃；
- 掃描模式：SIM 模式（針對(duì) 35 種 VOCs 的特征離子，如苯的特征離子 m/z 78，甲苯 m/z 92 等，具體參考 HJ 644 - 2013 附錄 B）；
- 溶劑延遲：3min（避免溶劑峰干擾低沸點(diǎn) VOCs 檢測）。
四、方法驗(yàn)證與性能指標(biāo)
（一）線性范圍與相關(guān)系數(shù)
對(duì) 35 種 VOCs 的 0.1 - 10.0μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行分析，結(jié)果顯示所有目標(biāo) VOCs 的線性相關(guān)系數(shù) R2 均≥0.998，滿足 HJ 644 - 2013 對(duì)線性的要求，表明儀器在該濃度范圍內(nèi)定量準(zhǔn)確性良好。
（二）檢出限與定量限
以 3 倍信噪比（S/N = 3）計(jì)算檢出限（LOD），10 倍信噪比（S/N = 10）計(jì)算定量限（LOQ）。結(jié)果顯示，35 種 VOCs 的 LOD 為 0.0005 - 0.001μg/m3，LOQ 為 0.0015 - 0.003μg/m3，遠(yuǎn)低于 HJ 644 - 2013 規(guī)定的檢出限（如苯的檢出限≤0.002μg/m3），說明儀器對(duì)低濃度 VOCs 的檢測靈敏度優(yōu)異。
（三）精密度與準(zhǔn)確度
- 精密度：取 1.0μg/mL 的 VOCs 標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行制備 6 份樣品進(jìn)行分析，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。結(jié)果顯示，35 種 VOCs 的保留時(shí)間 RSD＜1.0%，峰面積 RSD＜5.0%，表明方法重復(fù)性良好。
- 準(zhǔn)確度：對(duì)空白吸附管進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)（加標(biāo)濃度 0.5μg/mL），平行測定 6 次，計(jì)算加標(biāo)回收率。結(jié)果顯示，35 種 VOCs 的加標(biāo)回收率為 85% - 115%，符合 HJ 644 - 2013 對(duì)準(zhǔn)確度的要求（回收率 80% - 120%），說明方法無明顯系統(tǒng)誤差。
五、方案優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場景
（一）方案優(yōu)勢(shì)
- 貼合國標(biāo)要求：嚴(yán)格遵循 HJ 644 - 2013 標(biāo)準(zhǔn)流程，從采樣到數(shù)據(jù)計(jì)算均符合環(huán)境監(jiān)測規(guī)范，檢測結(jié)果可直接用于環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與監(jiān)管。
- 儀器性能適配：安益譜 7700 GC - MS 的低檢出限、高穩(wěn)定性與熱脫附儀的高效富集能力結(jié)合，可應(yīng)對(duì)環(huán)境空氣中痕量 VOCs 的檢測需求，尤其適用于工業(yè)園區(qū)、交通干線等 VOCs 污染重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測。
- 操作高效便捷：儀器工作站支持自動(dòng)進(jìn)樣、自動(dòng)譜圖解析與報(bào)告生成，單批次樣品（10 個(gè)）分析時(shí)間≤3h，大幅提升檢測效率。
（二）應(yīng)用場景
- 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測：用于城市環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測站、區(qū)域背景站對(duì) 35 種 VOCs 的日常監(jiān)測，為臭氧污染預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。
- 污染源溯源：針對(duì)化工企業(yè)、加油站等無組織排放源，通過檢測周邊空氣 VOCs 組成與濃度，判斷污染來源與擴(kuò)散范圍。
- 室內(nèi)空氣檢測：適用于住宅、辦公室等室內(nèi)環(huán)境中 VOCs（如甲醛、苯系物）的檢測，評(píng)估室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人體健康的影響。
