惡臭監測研究惡臭測定方法

　　1.成分濃度分析法

　　對惡臭物質的成分濃度進行分析一般依賴於先進的分析儀器，通常使用的儀器主要有氣相色譜儀（GC）、氣相色譜/質譜聯用儀（GC/MS）、液相色譜儀（HPLC）、紫外-可見分光光度計等；另外針對惡臭汙染的測試，還有電子鼻、傳感器、簡易快速檢測管 等專用儀器。目前我國8種惡臭受控物質的分析方法如下表：
 

　　2.紫外-可見分光光度法

　　紫外-可見分光光度法（ultraviolet-visible spectrophotometry）是利用物質在紫外、可見光區的分子吸收光譜，對物質進行定性分析、定量分析及結構分析的方法。按所吸收光的波長區域不同，分為紫外分光光度法(60-400nm)和可見分光光度法(400-750nm)，合稱為紫外一可見分光光度法。

　　紫外-分光光度法測定惡臭物質濃度是利用惡臭物質與相應的顯色劑發生顯色反應生成特定的物質，經紫外線或可見光照射後，物質分子中價電子對輻射產生吸收的原理進行測定。例如次氯酸鈉-水楊酸分光光度法測定氨，用稀硫酸吸收空氣中的氨氣，生成硫酸氫銨。在亞硝基鐵存在下，以酒石酸鉀鈉作掩蔽劑，銨離子、水楊酸和次氯酸鈉反應生成藍色化合物，根據顏色深淺，用分光光度計於波長698 nm處，用1 cm比色皿，以水為參比，測定吸光度，計算氣體中氨的濃度。
 

　　紫外-可見分光光度法常存在著幹擾物質多，且顯色物質穩定性相對較差等缺點。

　　3.色譜法

　　色譜法適合多組分、低濃度物質的分離、測定，但是由於相當一部分的惡臭物質嗅覺閾值較低（如甲硫醇的嗅閾值為0.07 ppb），現有檢測器無法檢出。因此通常需要采用濃縮預富集手段來滿足物質檢出限的要求。由於大多數的惡臭物質為揮發性有機汙染物（VOCs），因此對於惡臭物質的富集濃縮可以借鑒VOCs的富集濃縮方法。目前VOCs常用的富集濃縮方法主要有罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質譜法和固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質譜法，這兩種方法已經被美國環保署（USEPA）列為VOCs的標準分析方法，分別為EPA TO-14、TO-15和TO-17方法。

　　（1）罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質譜法

　　罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質譜法（EPA TO-14、TO-15）的基本原理是用經特殊處理的不鏽鋼罐采集空氣樣品，進行樣品的低溫濃縮並除去惰性氣體後，經氣相色譜/質譜（GC/MS）定性、定量測定空氣中的VOCs。由於該方法可以將大體積的氣體樣品濃縮至微量體積，濃縮倍數多可達近千倍，故檢出限可達到ppb甚至ppt級。

　　惡臭監測研究之罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質譜法具有以下優點：

　　①可以采集到完整的樣品；

　　②不存在穿透體積（Breakthrough Volume）的問題；

　　③無需使用溶劑或加熱解析；

　　④可重複分析；

　　⑤通過限流閥可以采集一段時間內的樣品。

　　該方法的缺點是：

　　①存在壁吸附；

　　②不能排除非目標物的幹擾；

　　③采樣罐和低溫冷阱濃縮係統本身造價較高；

　　④采樣罐體積較大，大批量的樣品采集攜帶不是很方便。

　　（2）固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質譜法

　　固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質譜法（EPA TO-17）的基本原理是使用無油采樣器采集空氣，使空氣通過裝有一種或多種固體吸附劑的吸附管（采樣管），然後將吸附管放入加熱器中迅速加熱，被分析物質從吸附劑上脫附後，再經氣相色譜/質譜進行VOCs的定性、定量分析。

　　吸附劑的種類、性質及其選擇性對於吸附濃縮/熱脫附技術是至關重要的。通常，按照吸附劑所用材料的性質、結構可將吸附劑分為無機吸附劑和有機多孔聚合物吸附劑兩大類。無機吸附劑主要有活性炭、石墨化碳黑、矽膠、氧化鋁、分子篩。無機吸附劑通常具有較大的比表麵積、較高的使用溫度，比有機吸附劑的極性要強，適合吸附極性化合物。但是多數無機吸附劑親水性強，遇水容易失活，不適合分析濕度大的樣品。有機多孔聚合物吸附劑包括Tenax、XAD-2、Porapak、Chromasorb等。這些材料多為疏水性、背景低、反應活性低，不適合捕集易揮發性物質和強極性物質。由此可見，不同的吸附劑的應用範圍受其本身的性質限製，因此使用中常常會將幾種吸附劑組合起來，例如30mm Tenax GR和25mm CarbopackTMB組成的吸附管，適用於捕集C6~C20範圍內的化合物，在不同濕度下采樣體積可達2L，對於C7以上的化合物采樣體積可擴大到5L。

　　固體吸附/熱脫附氣相色譜-質譜法具有以下優點：

　　① 檢出限低，可以達到ppb級甚至ppt級；

　　② 無需使用有機溶劑；

　　③ 吸附管可重複使用；

　　④ 吸附管體積小，易於攜帶。

　　該方法的缺點主要有以下幾方麵：

　　①由於不同的吸附劑具有一定的選擇性，因此不能捕集到完整的氣體樣品；

　　② 某些吸附劑本身背景較高；

　　③ 存在穿透體積的問題。

　　對於一些在GC或GC/MS上響應較差的惡臭物質，還可采用液相色譜進行分離測定，如2,4-DNPH衍生HPLC測定空氣中的醛酮類物質（可參考USEPA TO-11方法）。

　　盡管通過樣品的前處理將惡臭物質富集濃縮可以滿足很多物質的測定檢出限，但無法直接給出惡臭對人類感官的影響程度。

　　4.電子鼻法

　　電子鼻也稱人工嗅覺係統， J. W. Gardner給電子鼻下的定義是:“電子鼻是由一種有選擇性的電化學傳感器陣列和適當的識別裝置組成的儀器,能識別簡單和複雜的氣味。”電子鼻的工作原理主要是利用傳感器模擬生物鼻感應氣體中的化學成分，產生可以用來測量的物理量的變化，一般由傳感器陣列、信號預處理單元和模式識別單元等三大部分組成。目前常用的傳感器包括有石英晶體微平衡傳感器(QCM ) 、金屬氧化物傳感器、導電聚合物傳感器、表麵聲波傳感器以及光纖傳感器等，其中以導電聚合物傳感器的應用為普遍。該技術早應用於食品工業, 用以鑒別食品的質量。近年來，電子鼻技術在惡臭汙染源調查及其影響評價等方麵也得到一定的應用。

　　李湘中、Lam.W.S等曾利用電子鼻分析垃圾填埋場和廠界的惡臭樣品，對照兩者的氣味指紋譜圖，確認了填埋場廠界惡臭具有和城市垃圾揮發的氣體具有相近的性質。

　　由於受傳感器種類的限製，電子鼻技術尚不能滿足對所有惡臭物質測試的需要。目前，市場所見的電子鼻隻適合於半定量的分析要求。此外, 該方法的缺點同樣是測定結果無法直接給出惡臭對人的影響程度。

　　5.臭氣濃度傳感器法

　　為了解決一般傳感器測定結果不能直接反映惡臭對人影響的問題，日本的研究工作者依據韋伯—費希納公式對傳感器的響應信號進行處理，測定結果可以直接讀出臭氣濃度值。使用該傳感器分析實際樣品前需要建立惡臭物質濃度的對數值與傳感器相應信號的關係曲線。當分析實際樣品時信號處理單元會根據傳感器感應物質的濃度，轉化為相應的臭氣濃度對數值。

　　由於這種臭氣濃度傳感器沒有采用傳感器陣列，因而一種傳感器往往隻適合某一類的惡臭化合物，對於複雜的混合氣體所得到的結果偏差較大。但是由於該儀器操作簡單，不需要太多試驗人員，因此目前更多的應用於汙染物比較簡單的工廠進行自檢。

　　6.檢測管法 簡易快速檢測管

　　在工業生產過程中，工作現場經常會被一些有毒害和易燃易爆的氣體或蒸汽所汙染。為了能及時反應現場狀況，以便發現事故隱患，需要一種既快速簡便，又有足夠準確度和靈敏度的分析方法來代替試驗室裏常規的費時繁瑣的化學分析方法。

　　在這種情況下，檢測管式氣體測定技術應運而生。它是由氣體檢測管和采樣裝置組成。這種技術近年來在國內外發展很快，應用範圍越來越廣泛。在惡臭氣體應急檢測或者高濃度簡易測量方麵此法應用較多。現在能用檢測管測定的惡臭氣體主要包括硫化氫、氨、苯乙烯、硫醇等。

　　氣體檢測管是在一個固定長度和內徑的玻璃管內，裝填一定量的檢測劑，用塞料加以固定，再將玻璃管兩端熔封。檢測劑形成一個指示層，當含有被測物質的氣體定量地通過管子時，檢測劑變色長度與被測氣體濃度成正比例，從檢測管上印製好的刻度可以得知被測氣體的濃度。檢測劑的選擇及其與載體的配比決定了檢測管可測物質的成分和量程範圍。

　　氣體檢測管法實質上是將化學分析方法儀器化，化學分析的一切步驟在檢測管法中也同樣地被采用著，隻是在製造檢測管時被工業化手段所取代，使用時不再需要不同試劑及測前準備工作，僅有采樣和結果顯示兩步，而這兩步又是同時進行的，所以該方法具有操作簡便、快速的特點，加之體積小，攜帶方便，對不同現場人員稍加指導就可使用，在幾十秒至幾分鍾內就可測得結果，適合於現場測定。但是這種方法靈敏度低、準確性還有待提高，因此多被用來工廠自檢或監測部門初步調查時使用。