揮發性有機物（VOCs）和半揮發性有機物（SVOC）主要以氣態或氣溶膠兩種形態存在于環境空氣中。若長期處于含有大量 VOCs和SVOC的環境中，特別是在宇宙飛船、潛艇、導彈發射坑道等密閉空間中，其空間范圍相對有限且與外部環境之間沒有物質交換，各種VOCs、SVOC和其他理化因素的迭加、協同、拮抗等綜合作用會對人體的機能、免疫系統和內臟器官造成不容忽視的危害。

    對于密閉空間這種復雜環境，空氣中化合物組分尤為復雜，且極性和揮發性差異大，難以同時準確檢測，因此針對VOCs和SVOC的檢測，通常以各自分別檢測的方法為主，但會出現采樣繁瑣、樣品制備復雜、檢測時間冗長等問題，同時密閉空間等特殊場所受采樣時間、采樣空間等條件的限制，分別采樣檢測也會很困難。鑒于此，研究人員采用Tenax吸附管進行樣品采集，以熱脫附-氣相色譜-質譜法同時測定復雜環境空氣中71種VOCs和SVOC的含量，通過全掃描（SCAN）模式下目標化合物的保留時間、特征離子與標準品的保留時間、質譜信息比對來進行定性，提取定量離子色譜峰的方法進行外標法定量，以期為復雜環境空氣中VOCs和SVOC含量的監測提供方法參考。

1.試驗方法

     樣品通過Tenax吸附管采集，采樣時間30min，流量0.2L·min−1，得到采樣體積為6L，按照儀器工作條件進行測定。

2.結果與討論

1.色譜行為

     按照儀器工作條件測定50ng混合標準品吸附管1和 2，所得總離子流色譜圖見圖1。

2.色譜條件的選擇

2.2.1 色譜柱

     VF-5ms色譜柱是一款含5%苯基甲基聚硅氧烷的惰性色譜柱，其極性稍高，因此對芳香族化合物的選擇性較好，且最高溫度能達到350℃，有利于檢測 SVOC。試驗以50ng混合標準品吸附管1和2為研究對象，考察了色譜柱的不同柱長（30，60m）對測定結果的影響。結果表明，采用柱長為60m的色譜柱時，有利于VOCs的分離并且提高了各目標化合物的分離度。因此，試驗選擇柱長為60m的VF-5ms色譜柱進行分離。

2.2.2 分流比及流量

     由于在實際檢測過程中目標化合物的濃度水平均較低，如果分流比太大，會造成儀器的響應強度偏小、靈敏度較差；如果分流比太小，會造成響應強度偏大，進而影響目標化合物的分離。流量過高會導致目標化合物的分離效果不好，出現疊峰現象；流量過低會出現拖峰現象。試驗以 50ng混合標準品吸附管1和2為研究對象，考察了不同分流比（4.0%，8.0%，12.0%）、不同流量（1.0，1.5，2.0mL·min−1）對測定結果的影響。結果表明，采用分流比為8.0%、流量為1.0mL·min−1時，71種目標化合物基本能夠有效分離，峰形尖銳對稱，對于間 / 對二甲苯這類定量離子相同的目標化合物均能有效分離，部分重合峰可通過其定量離子進行分離。因此，試驗選擇的分流比為8.0%、流量為1.0mL·min−1。

2.3 定性、定量分析

     一般情況下，選擇響應強度較大的離子或者信噪比較大的離子為定量離子，此外需要考慮色譜柱或者樣品帶來的本底干擾，最終確定定量離子。定性離子一般選擇 2~3個，盡可能選擇信噪比較高、臨近干擾較小的離子。試驗通過總離子流色譜圖中的保留時間、選擇的特征離子和標準品的保留時間、質譜圖（或譜庫）比對來進行定性，通過總離子流色譜圖中的峰面積進行外標法定量，當總離子流色譜圖中目標化合物的色譜峰與其他化合物全部重疊時，見圖2，如1，1-二氯乙烷定量離子 m/z 63與乙酸乙烯酯定量離子m/z 43的總離子流色譜圖重疊，正己烷定量離子 m/z 57與2-丁酮定量離子m/z 43的總離子流色譜圖重疊時，由于定量離子不同，可以采用提取定量離子色譜峰面積進行計算。

2.4 標準曲線和檢出限

     按照儀器工作條件對混合標準品吸附管系列1和2中71種目標化合物進行測定，以目標化合物的質量為橫坐標，其對應的響應強度為縱坐標繪制標準曲線。結果表明，71種目標化合物的質量在10~1000ng內與對應的響應強度呈線性關系，相關系數為0.9975~0.9998。

     在老化后的Tenax吸附管中配制添加量為10ng的混合標準品，重復測定7次，計算當采樣體積為6L時的檢出限，結果見表1。

表1 檢出限

2.5 精密度和回收試驗

      在老化后的Tenax吸附管中配制添加量為500ng的混合標準品，重復測定6次，計算回收率和測定值的相對標準偏差（RSD）。結果表明，71種目標化合物的回收率為90.9%~111%，測定值的 RSD為0.93%~7.8%，說明方法精密度和準確度良好。

2.6 樣品分析

     按照試驗方法對某密閉空間內所采集的實際樣品進行分析，共檢出鹵代烴、直鏈烷烴、支鏈烷烴、環烷烴、醛酮類、芳香族化合物等30種目標化合物，結果見表2。

表2 樣品分析結果

     由表2可知，30 種目標化合物的檢出量為0.1~347.8μg·m−3。

3.試驗結論

     研究人員提出了熱脫附-氣相色譜-質譜法同時測定復雜環境空氣中71種揮發性 /半揮發性有機物含量的方法。該方法檢出限低、精密度和回收率良好，滿足低濃度水平樣品測定，可廣泛應用于復雜環境大氣的檢測。

作者：袁士焱，王興超，武國號，賀卓，韋桂歡，龍慶云

單位：中國船舶集團有限公司第七一八研究所

來源：《理化檢驗-化學分冊》2025年第1期