環(huán)境監(jiān)測用氮?dú)庵卸嘟M分VOCs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制

環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)訊:摘要：介紹了采用稱量法制備瓶裝1μmol/mol氮?dú)庵?2個(gè)組分揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制方法.建立了選擇離子模式，氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用的分析方法，對目標(biāo)組分在氣瓶中的長期穩(wěn)定性進(jìn)行了考察。所選擇的42種目標(biāo)組分完全滿足中國環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定吸附管采樣一熱脫附/氣相色譜一質(zhì)譜法》（HJ644-2013）和美國環(huán)保署《使用特殊處理的采樣罐/氣相色譜儀檢測環(huán)境大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物》（EPATO-14A）這2個(gè)方法標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)有害成分的監(jiān)測要求。將研制的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與中國計(jì)量科學(xué)研究院（NIM）和英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）分別進(jìn)行了比對測試，取得了良好的比對結(jié)果與國際等效度。結(jié)果表明，1μmol/mol氮?dú)庵?2個(gè)組分VOCs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效期為一年，相對擴(kuò)展不確定度Urel=5%，k=2，并取得國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書GBW（E）062231.

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物；氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；環(huán)境監(jiān)測；稱量法；不確定度

引言

環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)“兩級五類”體系中的重要組成部分，是開展環(huán)境監(jiān)測工作的準(zhǔn)繩，是客觀反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況、判斷污染防治成效、實(shí)施科學(xué)的生態(tài)環(huán)境管理決策的重要支撐。2018年國務(wù)院機(jī)構(gòu)改革方案中生態(tài)環(huán)境部的職能定位之一為“制定并組織實(shí)施生態(tài)環(huán)境政策、規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)”，隨著新“三定”方案的公布實(shí)施，有必要對環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、問題進(jìn)行梳理，為下一步工作提供參考。

1環(huán)境監(jiān)測的概述

環(huán)境監(jiān)測主要由相關(guān)人員通過對一些具有代表參數(shù)做出科學(xué)的分析，分析出影響環(huán)境質(zhì)量的因素，從而對環(huán)境保護(hù)做出正確的決策。在環(huán)境監(jiān)測工作中，工作入員主要是通過化學(xué)檢測和物理檢測方法收集相關(guān)信息，然后采集樣品，對樣品和被測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而更好地掌握影響環(huán)境質(zhì)量的因素和環(huán)境中污染物成分情況。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備

包裝容器采用普通的鋁合金氣瓶，內(nèi)壁經(jīng)過特殊的鈍化處理，以保證目標(biāo)組分的長期穩(wěn)定。氣瓶出口采用的是特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全金屬不銹鋼隔膜閥，以盡量減少體積。氣瓶在用來制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)前需要在60℃的加熱溫度下，經(jīng)過分子渦輪泵至少12h的抽洗，真空度小于10-5Pa.氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)依據(jù)IS06142采用稱量法制備。原理：向氣瓶中充入已知濃度的一定量的某組分氣體，前后分別稱量氣瓶的質(zhì)量，所充入的氣體組分的質(zhì)量由2次稱量讀數(shù)之差來確定，依次充入不同組分的氣體，制得混合氣。根據(jù)各組分氣體質(zhì)量及氣體摩爾質(zhì)量，可計(jì)算出各組分的摩爾濃度。當(dāng)加入的原料組分為微量的液體時(shí)，需要使用氣密性良好的注射器進(jìn)行液體組分的轉(zhuǎn)移。通過使用高靈敏度、低載荷的天平，準(zhǔn)確稱量注射器轉(zhuǎn)移前后的質(zhì)量差來計(jì)算加入液體組分的質(zhì)量。根據(jù)原料的飽和蒸氣壓及物理化學(xué)性質(zhì)，將原料分成5組，1-4組制備成高濃度母氣。第一組原料為氣體或者易氣化的液體，使用定量環(huán)法（LOOP）制備成50μmol/mol的母氣，底氣為氮?dú)?；第二組原料是液體的烯烴類；第三組原料是液體的烷烴類；第四組為苯系物（BTEX）單環(huán)芳烴類；第五組為沸點(diǎn)較高的12種原料，制備成混合溶液。最后依次加入混合溶液和4瓶母氣，稀釋制備成1μmol/mol的氮?dú)庵?2種組分VOCs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

2.2加深對標(biāo)準(zhǔn)樣品特性值的了解

在環(huán)境監(jiān)測工作中，對于標(biāo)準(zhǔn)樣品的賦值上，不同機(jī)構(gòu)所采取的方法是不一樣的，所以需要全面掌握標(biāo)準(zhǔn)樣品的特性值，然后利用科學(xué)的測定方式進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，從而提升監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3對環(huán)境監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，加強(qiáng)質(zhì)控管理

對環(huán)境監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，對現(xiàn)行的方法標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)更新，盡快實(shí)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目對應(yīng)一種標(biāo)準(zhǔn)分析方法，將標(biāo)準(zhǔn)分析方法系列化，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的質(zhì)控管理，強(qiáng)化全程序的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。建立環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系，選擇有代表性的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而增強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、可靠性，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。目前，我國的環(huán)境監(jiān)測方法雖然隨著社會(huì)的進(jìn)步不斷更新，但與世界先進(jìn)水平相比差距較大，監(jiān)測方法仍顯陳舊。另外，在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)有可疑之處時(shí)，也存在沒有相應(yīng)的糾正措施來進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救的情況，致使環(huán)境監(jiān)測質(zhì)控的時(shí)效性很差，監(jiān)測數(shù)據(jù)也缺乏真實(shí)性和可靠性。因此，要確保環(huán)境監(jiān)測的時(shí)效性，提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量，就必須在具體工作中落實(shí)質(zhì)量控制。同時(shí)，環(huán)境監(jiān)測質(zhì)控機(jī)制的完善，可以及時(shí)反映環(huán)保的新方法、新規(guī)范和新政策。

2.4按照“宜統(tǒng)則統(tǒng)、分類推動(dòng)”的原則，清理整合原有環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)

適應(yīng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測職能的調(diào)整，對原國土、農(nóng)業(yè)、水利、海洋等部門制定發(fā)布的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清理整合，分類討論，宜統(tǒng)則統(tǒng)，例如，以實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析測試為主的監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過對比和論證后，可以逐步統(tǒng)一，對于一些涉及不同監(jiān)測目的監(jiān)測技術(shù)規(guī)范等，可以略有區(qū)別。

2.5加強(qiáng)生物監(jiān)測、遙感監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)研究，構(gòu)建天地一體化的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)體系

《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》（國辦發(fā)〔2015〕56號）指出：“環(huán)境監(jiān)測是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)的重要技術(shù)支撐。目前，我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)范圍和要素覆蓋不全，建設(shè)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與信息發(fā)布不統(tǒng)一等問題的存在，難以滿足生態(tài)文明建設(shè)的需要，進(jìn)而影響了環(huán)境監(jiān)測的科學(xué)性、權(quán)威性和政府公信力?！彼?，構(gòu)建天地一體化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系勢在必行。構(gòu)建天地一體化的環(huán)境監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)體系，使各類環(huán)境監(jiān)測技術(shù)方法趨向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、智能化、自動(dòng)化，監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性、代表性、連續(xù)性持續(xù)增強(qiáng)，儀器設(shè)備向多功能、系統(tǒng)化、集成化方向發(fā)展。在加強(qiáng)遙感業(yè)務(wù)化技術(shù)研究的同時(shí)，加大對環(huán)境遙感的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性技術(shù)研究，形成系統(tǒng)的環(huán)境遙感學(xué)基礎(chǔ)及系列數(shù)據(jù)信息處理和信息提取技術(shù)流程、技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系。

結(jié)語

介紹了采用稱量法制備1μmol/mol氮?dú)庵?2種組分VOCs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制過程，建立了選擇離子模式，氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用的分析方法，考察了目標(biāo)組分在氣瓶中的長期穩(wěn)定性。通過與中國計(jì)量科學(xué)研究院和英國國家物理實(shí)驗(yàn)室的比對，進(jìn)一步驗(yàn)證了所研制的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值的準(zhǔn)確性，并取得了良好的國際比對等效度。結(jié)果表明，研制的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對擴(kuò)展不確定度為Urel=5.0%，k=2，在一年的使用有效期內(nèi)穩(wěn)定性好，滿足使用要求，取得了國家氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書CBW（E）062231，為環(huán)境空氣環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)有害物質(zhì)的監(jiān)測提供了可靠的計(jì)量溯源標(biāo)準(zhǔn)。