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【探讨】VOCs及非甲烷总烃在氢火焰离子(FID)检测器的响应一样吗?

从普遍共识的定义可以看出,VOCs 与非甲烷总烃化合物都是指在常温下易挥发性的有机物,但是二者都与检测方法密切相关,其中非甲烷总烃定义中给出了是在FID 检测器上有响应的气态有机化合物,而VOCs 一般是指在规定的监测方法下测量或核算确定的有机化合物

 

从FID 离子化机理中可知,有机化合物的碳原子在氢火焰形成CHO+ 是FID 产生信号的主要原因,因此单位质量中有机化合物含碳原子数目的多少是决定该有机化合物响应值大小的主要原因,同时不同组成,不同结构的化合物也会影响有机化合物中碳原子形成CHO+的效率,即在有机化合物含碳数相同的条件下,它们的响应值也可能不同,研究者在对FID 检测器校正因子的理论计算中发现,对与烃类化合物包括烷烃、烯烃、芳香烃等即对只与碳氢元素相连的碳原子其相对离子化效率为100 %,也就是几乎所有的碳原子在FID 检测器上都会有响应,而对于一些羟基、羰基、羧基、酯类化合物而言,其相对离子化效率要小于100 %,当碳氧以单键相连时,仍有部分碳可形成CHO+,当是碳氧双键相连时,碳原子几乎不能形成CHO+,其结果就是FID 检测器对含氧类挥发性有机物的响应要比烃类化合物的小,且其响应值大小按照烃类化合物>羟基化合物>羟基化合物>羰基化合物>羧基化合物>酯类合物

 

有的研究者发现印刷行业中非甲烷总烃的测量数值要小于总挥发性有机物的测量数值,他们认为这主要是由于挥发性有机物的种类、两者计算时所选的参比物不同以及检测器的灵敏度等不同造成的,在印刷行业中其化合物的种类主要是含氧类化合物,这类化合物在氢火焰离子化检测器(FID)的响应值比较低。另外非甲烷总烃进行计算时按照标准方法是以碳为参比物进行计算浓度,虽然对于烃类化合物,FID 的响应值与化合物中含有碳- 氢键的个数成正比,但对非烃类化合物,其响应机理比较复杂,由于所含官能团的不同而不同,基本上是只与碳氢元素相连的碳原子能转化成甲烷,而与杂原子相连的碳原子则有可能转化成在FID 检测器上没有响应的一氧化碳等,这也可能造成以非甲烷总烃作为评价因子来评价大气中挥发性有机物的污染程度时,使其结果偏低。

 

研究者通过比较化工园区空气中非甲烷总烃与挥发性有机物的定量关系,提出了空气中非甲烷总烃与挥发性有机物的定量关系可以通过有效碳质量浓度建立,即非甲烷总烃有效碳质量浓度与挥发性有机物有效碳质量浓度之和相等。