©2022 安益谱精密仪器. All Rights Reserved.

单四极杆气相色谱质谱联用仪-安益谱 7700 单四极杆气相色谱质谱联用仪测定环境空气挥发性有机物的应用方法(参考 HJ 644-2013)


一、实验部分
(一)仪器与试剂
  1. 仪器
  • 热脱附仪;
  • 采样吸附管;
  • 大气采样泵;
  • 气密性注射器;
  • 氮吹仪;
  • 高纯氮气发生器、高纯氦气发生器。
  1. 试剂
  • VOCs 混合标准品;
  • 甲醇;
  • 空白吸附管;
  • 滤膜。
(二)实验步骤
1. 吸附管活化与采样
(1)吸附管活化
新吸附管或使用后的吸附管需经活化处理:将吸附管接入热脱附仪,用高纯氮气在 300℃下吹扫 30min,活化后立即密封两端,置于干燥器中冷却至室温,4℃冷藏保存,活化后 7d 内使用。
(2)环境空气采样
  • 连接采样装置:吸附管一端接采样泵,另一端朝采样方向,确保气流通过吸附剂;
  • 设定采样参数:采样流量 0.2 L/min,采样时间 60min;
  • 采样过程:记录采样时的温度、大气压、采样时间,避免采样管受潮或接触污染源;
  • 采样后处理:立即密封吸附管两端,标注采样信息,4℃冷藏保存,24h 内完成分析。
2. 标准系列溶液制备与标准吸附管制备
(1)标准储备液稀释
取 1000μg/mL VOCs 混合标准品 100μL,用甲醇定容至 10mL,配制成 10μg/mL 的中间储备液;再分别移取中间储备液 0.05mL、0.1mL、0.5mL、1mL、2mL、5mL,用甲醇定容至 10mL,得到 0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、2μg/mL、5μg/mL 的标准系列溶液。
(2)标准吸附管制备
将活化后的空白吸附管接入热脱附仪的液体进样口,用气密性注射器分别取 10μL 标准系列溶液注入吸附管,同时通入高纯氮气吹扫 5min,使溶剂完全挥发,目标 VOCs 被吸附剂捕集,制备成对应浓度的标准吸附管。
3. 热脱附条件优化(符合 HJ 644-2013 要求)
脱附环节
说明
一级脱附温度
确保目标 VOCs 完全脱附
一级脱附时间
脱附流量 50mL/min
二级冷阱温度
冷阱吸附剂为 Tenax-TA,解析时间 3min
传输线温度
避免 VOCs 在传输过程中冷凝
载气(氮气)流量
与热脱附仪匹配
4. 色谱条件
  • 色谱柱:安益谱 DB-5MS 毛细管柱;
  • 柱温程序:初始温度 40℃,保持 5min;以 5℃/min 升温至 150℃,保持 2min;再以 10℃/min 升温至 250℃,保持 5min;
  • 载气:高纯氦气,恒流模式,流速 1.0 mL/min;
  • 进样口:分流进样,进样口温度 250℃,分流比 10:1;
  • 溶剂延迟:3min。
二、结果与讨论
(一)线性关系与检出限
将标准吸附管按 “热脱附 - 色谱 - 质谱” 流程进样分析,以目标 VOCs 的质量(x,ng)为横坐标,对应的定量离子峰面积(y)为纵坐标,绘制标准曲线并进行线性回归。结果表明,35 种 VOCs 在 0.5~50ng 范围内线性关系良好,相关系数(R²)均≥0.999,部分化合物的线性回归方程见表 2。
目标 VOCs
相关系数(R²)
0.9998
甲苯
0.9997
乙苯
0.9999
对 / 间二甲苯
0.9998
邻二甲苯
0.9996
按 HJ 644-2013 要求,以 3 倍信噪比(S/N=3)计算方法检出限(LOD),以 10 倍信噪比(S/N=10)计算定量限(LOQ)。
(二)精密度试验

取质量为 5ng 的标准吸附管(对应浓度 0.42μg/m³,12L 采样体积),平行测定 6 次,计算相对标准偏差(RSD)。

(三)准确度与加标回收率

选取空白吸附管(经活化后无目标 VOCs 检出),分别加入低(1ng)、中(10ng)、高(30ng)三个水平的 VOCs 标准溶液,制备加标吸附管,按实验流程分析,计算加标回收率。
三、结论
本研究基于安益谱 7700 单四极杆气相色谱质谱联用仪,参考《HJ 644-2013 环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样 - 热脱附 / 气相色谱 - 质谱法》建立了环境空气 35 种 VOCs 的测定方法。通过优化热脱附、色谱及质谱参数,方法在 0.5~50ng 范围内线性关系良好(R²≥0.999),检出限低,精密度 RSD≤3.5%,加标回收率 85.0%~115.0%,各项性能指标均满足标准要求。该方法操作简便、灵敏度高、准确性好,可用于环境空气、室内空气等场景中挥发性有机物的日常监测与应急检测,为 VOCs 污染溯源与管控提供可靠的技术支撑。