自動檢測揮發(fā)性有機(jī)化合物

2019-01-04 03:19:46GuidoDeuing

實(shí)驗(yàn)與分析 2018年3期

文 /Guido Deu?ing

合適的檢測分析儀器是測定VOC/SVOC的污染程度的有力保障 // 為了保護(hù)消費(fèi)者免受有害物質(zhì)的傷害，對車輛內(nèi)飾材料制定了嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制。為了測定VOC/SVOC揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)污染物的污染程度，不僅僅需要有合適的解決方案而且也需要有合適的檢測儀器和分析儀器。

從原材料、建筑材料和家具中釋放出來的VOCs揮發(fā)性有機(jī)化合物對室內(nèi)人員的居住的舒適性和健康有著長期的不利影響。尤其是在為了節(jié)約能源而減少了室內(nèi)空氣的通風(fēng)換氣時，對室內(nèi)人員的健康影響尤為明顯。為了保護(hù)消費(fèi)者免受不必要的傷害，立法機(jī)構(gòu)要求對室內(nèi)使用的原材料、建筑材料進(jìn)行檢查，控制其有害成分的排放?；镜目蚣軛l件、規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等都由國際公認(rèn)的專業(yè)機(jī)構(gòu)制定，例如ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織或者美國ASTM測試和材料協(xié)會等。在德國建筑產(chǎn)品和健康評估委員會AgBB在其公布的“建筑產(chǎn)品中（VVOC極易揮發(fā)性的、VOC揮發(fā)性的和SVOC半揮發(fā)性的）有機(jī)化合物的健康評估辦法”中做出了詳細(xì)而又具體的評判方案。

生活和工作空間中揮發(fā)出來的有害污染物可以聚集在吸附管上，并可以利用熱解析的GC/MS氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)（TD GC/MS）進(jìn)行檢驗(yàn)和測定。雖然室內(nèi)空氣測量有助于確定當(dāng)前室內(nèi)空氣中的污染程度，但不能阻止它的產(chǎn)生。

始終關(guān)注工程材料和建筑材料

圖1 源于材料排放物的揮發(fā)性化學(xué)污染物能夠加重車內(nèi)的污染程度

圖2 Gerstel公司研發(fā)生產(chǎn)的TD 3.5+熱脫附平臺允許使用3.5英寸的熱解析管 – 多裝20%的吸附劑

關(guān)注工程材料和建筑材料的目的是：使用合適的檢測方法了解建筑材料、工程材料和輔助材料的有害物質(zhì)排放情況，確定實(shí)際的空氣污染程度，在理想情況下是通過可以模擬真實(shí)環(huán)境條件的測試試驗(yàn)來確定它們的危害程度。因此，生產(chǎn)廠家和制造商們應(yīng)該有一整套可以使用的合適方法和工具，能夠“對相關(guān)產(chǎn)品的污染物排放情況直接在生產(chǎn)過程中以及在質(zhì)量管理的框架內(nèi)進(jìn)行檢測，以避免潛在的影響?！盙erstel公司主管TD產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)理Kurt Thaxton先生說道。這家企業(yè)是熱解析技術(shù)解決方案的主要供應(yīng)商之一。

汽車制造是主要的應(yīng)用領(lǐng)域

圖3 Gerstel公司研發(fā)生產(chǎn)的TD 3.5+熱脫附平臺可以作為容積只有一升的微型檢測室，用于測定整個的和分開樣本的有害物質(zhì)排放量

25年來，這家企業(yè)主要是為汽車工業(yè)提供自己可靠的原材料污染物排放檢驗(yàn)與測定的檢測分析技術(shù)產(chǎn)品。原來的主要研發(fā)的是沸點(diǎn)較高的半揮發(fā)性有機(jī)化合物SVOC的檢驗(yàn)測定。 “SVOC半揮發(fā)性有機(jī)化合物是工程材料和工程材料構(gòu)架產(chǎn)生霧類和氣類污染物的主來源。這里霧狀和氣類物質(zhì)成分在遇到擋風(fēng)玻璃時會使其渾濁影響視覺，或者在車內(nèi)產(chǎn)生難聞的異味?！盞urt Thaxton先生說。某些工程材料釋放出來的氣體成分甚至可以引起人們的不適和過敏反應(yīng)。

熱解析解決方案的開發(fā)

在開發(fā)合適的熱解析檢測分析方法時，Gerstel公司首先將SVOC半揮發(fā)性有機(jī)化合物的檢驗(yàn)與測定作為研發(fā)重點(diǎn)?！盀榱吮苊庠跈z測分析過程中目標(biāo)化合物出現(xiàn)冷凝、從而導(dǎo)致目標(biāo)化合物丟失或者破壞，我們的解決方案強(qiáng)調(diào)了短而且充分加熱的無閥樣本輸送途徑?！盞urt Thaxton先生說。例如，對KAS冷進(jìn)樣系統(tǒng)的二次開發(fā)就使用了廣泛應(yīng)用的PTV注射器。正如Thaxton先生所介紹的那樣：“被測樣本中所含有的所有揮發(fā)性有機(jī)化合物都完成了富集、毫無損失的移送到GC/MS氣相色譜質(zhì)譜檢測系統(tǒng)中去了。”按照這種方法，也檢測到了一些原來未知的化學(xué)成分，而這些原來未知的化學(xué)成分常常是解開工程材料被測樣本中問題的關(guān)鍵鑰匙。如果采用基于吸附劑的方法則常常會掉入“陷阱”之中，損失一定的回收率，不能保證化學(xué)特性的分析結(jié)果。

新方法的新高度

Thaxton先生說道：“標(biāo)準(zhǔn)化組織越來越關(guān)注在微型檢測室中的材料試驗(yàn)了，以便快速的得到VOC/SVOC揮發(fā)性和半揮發(fā)性污染的可能性。另外，在封閉的住宅、辦公室或者汽車內(nèi)部，用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室檢測方法檢驗(yàn)測試是非常費(fèi)時的，而且也是代價(jià)昂貴的。為了支持ISO和ASTM等標(biāo)準(zhǔn)化組織，我們通過TD 3.5+擴(kuò)展了我們的熱解析產(chǎn)品范圍?！?TD 3.5+允許使用標(biāo)準(zhǔn)方法要求的3.5+英寸TD熱解析管，其中的加號表示性能范圍擴(kuò)大了?！癎erstel公司有著加號標(biāo)記的熱解析管能夠比傳統(tǒng)熱解析管擁有多達(dá)20%的吸附劑?！蔽絼┤萘康脑黾右蔡峁┝烁叩陌踩裕兄谔岣遃VOC高揮發(fā)性化合物的回收率。與其他采用3.5英寸熱解析管的設(shè)計(jì)方案相比較，TD 3.5+熱解析管的特點(diǎn)是熱解析管始終被不斷的加熱，直到試驗(yàn)分析結(jié)束。這提高了熱解析管的吸附劑含量，提高了目標(biāo)化合物的回收率。

大范圍的VOC/SVOC有機(jī)化合物檢測分析

雖然熱解析是材料污染物檢驗(yàn)和測量標(biāo)準(zhǔn)，但它在其他技術(shù)領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用，例如頂空檢驗(yàn)分析技術(shù)領(lǐng)域的氣體采樣袋，利用異味的固相微萃取、以及利用異味的SPEB固相微萃取分析其化學(xué)成分，或者利用熱解析GC/MS技術(shù)進(jìn)行界定聚合物確定聚合物和添加劑。