[发明专利]空气中痕量有机物的富集系统和检测方法

说明书

本申请涉及一种空气中痕量有机物的富集系统和检测方法，包括：六通电磁阀，第三端口与气相色谱仪的压力控制器连通；除水阱与第六端口连通；捕集阱的入口端与第五端口连通，捕集阱的出口端与第二端口连通；采样泵的入口端与第一端口连通；第一色谱柱的入口端与第四端口连通，第一色谱柱与质谱分析仪连通和第二色谱柱同时连通，第二色谱柱的出口端用于与火焰离子检测仪连通；在第一档位时，第一端口和第二端口连通，且第三端口和第四端口连通，且第五端口和第六端口连通；在第二档位时，第一端口与第六端口连通，且第二端口和第三端口连通，且第四端口和第五端口连通。各个部件之间的连接简单，缩短了样品的流动路径，减少了目标物的损失。

技术领域

本申请涉及环境空气中挥发性有机物检测技术领域，尤其涉及一种空气中痕量有机物的富集系统和检测方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，环境空气污染问题日益严重，其中以颗粒物与臭氧污染最为显著，经过两轮的大气重点专项治理后，颗粒物减排效果显著，而臭氧仍然逐年升高，2013-2017年全国74个重要城市中，臭氧日最高8小时浓度的90分位数上升了20％，2019年全国119个城市(占比35.3％)首要污染物为臭氧的天数占比超过50％。臭氧属于二次污染物，形成臭氧的罪魁祸首就是VOCs(英文全称为Volatile Organic Compounds，中文名称为挥发性有机物)的大量排放。根据2021年“细颗粒物与臭氧协同控制监测方案”要求，必须在大气污染防治重点城市开展细颗粒物与VOCs组分协同监测，实现多污染物协同监测和污染源专项监测双轮驱动，组建和完善全国协同控制监测网络，全力发挥监测支撑保障作用。

但是，由于VOCs组分复杂、种类繁多、差异性大、活性强，且在大气中的含量又极低，常常需要富集浓缩设备(如大气预浓缩仪、热脱附仪)结合高精度的广谱性检测设备(如气相色谱仪、气相色谱质谱仪)，才能完成空气中多组分VOCs的检测。

VOCs在线富集浓缩的现有方法主要有两种：1)复叠式压缩机超低温(-160℃)空管冷冻，优点是低碳(C2-C3)灵敏度高，缺点是因为缺少吸附剂而干吹聚焦效果不明显导致高碳(C11-C12)灵敏度差，且相关设备结构复杂、体积庞大、能耗高；2)半导体制冷(-40℃～5℃)结合吸附剂富集浓缩，优点是高碳(C11-C12)灵敏度好，缺点是制冷温度不够低导致低碳(C2-C3)灵敏度差。

富集浓缩后的VOCs常用的检测方法以气相色谱/质谱(GC-FID/MS)为主，FID(英文名称为flame ionization detector，中文名称为火焰离子检测仪)与MS(英文名称为massspectrometer，中文名称为质谱仪)双检测器进样采集方式通常有两种：1)中心切割进样采集，优点是降低高碳对FID路厚膜色谱柱的残留影响、同时减少水汽对MS检测器的影响，缺点是为了保证良好的色谱峰形与完全切割率，对阻尼大小与压力调节较为严苛；2)双通道分别进样采集，优点是双通道互不干扰、方法调试简单易行，缺点是更多水汽进入MS检测器，影响数据长期稳定性与质谱寿命，且更多高碳进入FID路的色谱柱，容易产生残留。上述方法均不能同时保证低、中、高碳(C2-C12)所有物质的灵敏度，且质谱无衰减、色谱柱无残留。因此，亟需一种能够保障良好的切割率和不切割率，同时具有良好的色谱峰形的富集系统。

发明内容

本发明提出一种空气中痕量有机物的富集系统，所述富集系统能够简化压力调节、保障良好的色谱峰形与完全切割率，同时能够降低高碳对火焰离子检测仪路厚膜色谱柱的残留影响、减少水汽对质谱分析仪的影响。