中華人民共和國國家環(huán)境保護標準

HJ□□□-201□

環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物

的測定便攜式傅利葉紅外儀法

Ambientair—Methodofvolatileorganic

compound—Portablefourierinfraredspectrometermethod

（征求意見稿）

前言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，保護環(huán)境，

保障人體健康，規(guī)范環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的測定方法，制定本標準。

本標準規(guī)定了環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的便攜式傅利葉紅外儀法。

本標準為首次發(fā)布。

本標準的附錄A為資料性附錄。

本標準由環(huán)境保護部科技標準司組織制訂。

本標準主要起草單位：江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心。

本標準驗證單位：江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心、蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心站、連云港市環(huán)境監(jiān)測中

心站、揚州市環(huán)境監(jiān)測中心站、泰州市環(huán)境監(jiān)測中心站、江陰市環(huán)境監(jiān)測站。

本標準環(huán)境保護部201□年□□月□□日批準。

本標準自201□年□□月□□日起實施。

本標準由環(huán)境保護部解釋。

ii

環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物的測定便攜式傅利葉紅外儀法

1適用范圍

本標準規(guī)定了在環(huán)境空氣應急監(jiān)測工作中，使用便攜式傅利葉紅外儀對揮發(fā)性有機物的

定性和半定量分析測定方法。

標準適用于環(huán)境空氣污染事故中揮發(fā)性有機物的定性和半定量的測定。若通過驗證本標

準也可適用于其他揮發(fā)性有機物的測定。

方法檢出限和測定下限如表1所示。

表1目標化合物的檢出限和測定下限單位：（mg/m3）

化合物名稱檢出限測定下限

甲烷0.251.02

丙烷0.281.13

乙烯1.003.99

丙烯0.752.98

乙炔0.271.09

苯1.345.37

甲苯1.626.48

乙苯1.335.31

苯乙烯1.315.26

注1：檢出限為純氮氣及單組份條件下的值，測定下限為能得到可靠定性和定量結果的下限濃度。

2規(guī)范性引用文件

本規(guī)范內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本適

用于本標準。

HJ589突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測技術規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

3.1擬合度（Goodnessoffit）

指標準譜圖和實測樣品譜圖的相似程度，用于定性結果可信度的判斷。

4方法原理

由于物質分子有其各自固有的振動頻率，當波長連續(xù)變化的紅外光照射到分子時，與分

子固有振動頻率相同的特定波長的紅外光即被吸收。在檢測器上，光能轉換為信號。樣品吸

收紅外光的能量后導致輸送到檢測器的光能減弱，形成單光束譜圖。通過與未經過樣品吸收

1

所形成的背景光譜圖相比較，就能得出樣品吸收的光能。大部分的分子能夠吸收紅外輻射能

量，這種吸收為特征吸收，而且具有可重復性。因此，紅外光譜能體現分子的基本結構，鑒

定其分子式。在一定條件下，化合物紅外吸收能量的強度與其濃度成線性關系，遵循朗伯-比

爾（Lambert-Beer）定律。

目前便攜式傅利葉變換紅外儀所用的干涉儀大多數是邁克爾遜（Michelson）干涉儀，它

將來自光源的信號以干涉圖的信號送往計算機進行Fourier變換的數學處理，最后將干涉圖還

原成光譜圖。

5干擾及消除

5.1分樣品中的未知成分的交叉干擾

由于不同成分之間可能存在吸收峰的部分重疊的現象，如果樣品中存在未知的成分，它

很可能對已知被測成分的分析結果產生交叉干擾，使分析結果出現誤差。

判斷樣品中是否存在未知成分的干擾，首先要從樣品吸收光譜圖中扣去已知成分的吸收

光譜，然后分析剩余的樣品光譜圖是否存在吸收峰，如果有，說明存在未知的成分存在于樣

品之中。

為了消除該組分的干擾，必須找出該物質的標準吸收光譜圖，并將其加入到樣品的分析

過程中同時進行分析。

5.2樣品中的多種成分吸收峰的交叉干擾

很多成分的紅外吸收峰有部分互相重合的現象，即干擾。比如，濃度同為94.80mg/m3的

對二甲苯和間二甲苯樣品的吸收峰有很多部分重合。分別單獨分析兩個樣品很容易得到準確

的分析結果。如果把兩個樣品混合成一個樣品進行分析，則會產生較大的干擾。如果只考慮

對-二甲苯，將得到161.15mg/m3的對-二甲苯。如果我們考慮到鄰-二甲苯的干擾，減去干擾，

仍可分析出94.80mg/m3的對-二甲苯。

5.3過量水氣的干擾

如果化合物分析區(qū)間與水的吸收帶有重迭，則空氣中過量的水氣將會對分析造成干擾。

5.4過量二氧化碳的干擾

如果化合物分析區(qū)間與二氧化碳的吸收帶有重迭，則空氣中過量的二氧化碳將會對分析

造成干擾。如果能另外選擇一個恰當的分析帶就有可能減少甚至避免此種光譜干擾。例如：

-1-1

在670cm時，CO2會干擾苯的光譜波帶。所以，對苯進行測試時會選擇在3000cm處的光譜

帶。

5.5高粘性氣體的干擾

所有樣品經過的管路及接頭，如果有粘滯性高的氣體通過時，采樣后應清洗或更新采樣

系統(tǒng)元件，以防止下次采樣受到污染。

5.6懸浮微粒的干擾

為避免懸浮微粒的干擾，在氣體進入分析儀器之前，應以微粒過濾器濾去除。

對于干擾的去除通常是人工進行的，比較繁瑣。尤其在組分比較多的混合物分析中，人

工的方法幾乎不可能實現?，F在，已經有新的分析軟件可以自動扣除干擾，對混合物進行定

性、定量的分析。

2

6試劑和材料

氮氣：純度≥99%。

7儀器和設備

便攜式傅利葉變換紅外（FTIR）氣體分析儀。儀器主要配件：控制載氣的壓力表，流量

計，聚四氟采樣管（含濾塵芯）和氮氣進氣管。

8樣品

8.1采樣前準備

8.1.1準備高純氮氣，確保在有效期內，且有充足氣壓供分析測定使用。

8.1.2準備聚四氟采樣管（濾塵芯）和氮氣進氣管，保證氣路沒有泄漏。

8.1.3準備蓄電池，確保電量充足。

8.1.4使用高純氮氣對儀器氣室進行清洗。

8.1.5檢查儀器的工作狀態(tài)，確保光源強度、干涉圖高度、樣品室溫度等參數達到測試要求。

8.1.6用高純氮氣對儀器進行零點校準，保存背景譜圖。

8.2樣品的采集

8.2.1打開儀器采樣泵開始抽取樣品，保證氣樣充滿樣品室后開始樣品分析。

8.2.2樣品采集完成后，用高純氮氣對氣室進行清洗。

8.3樣品的保存

氣溫-10～50℃，相對濕度＜85％?？諝鉂穸然蚝瑝m量較大時，易對結果產生干擾。含塵

量較大時，須在采樣管前安裝防塵濾芯（2μm）。

9分析步驟

9.1零點（背景）校準

以零點物質為樣品進行測試，若光譜圖是一條在零點附近的近似直線的曲線，并且曲線

每個點的Y軸坐標值都在允許誤差區(qū)間內，則此零點校準是正確的。若超出了范圍，則說明

此零點校準失敗，需重新進行校準。

注2：零點校準失敗的主要原因：（1）零物質沒有完全充滿樣品池；（2）零點校準時樣品池的溫度或壓

力和測量時的溫度或壓力不一致，主要由于儀器開機預熱時間不夠。

注3：零點校準失敗的解決方法：（1）重新進行零點物質的樣品制備，進行新的零點校準；（2）觀察樣

品池溫度參數，直到達到正常工作溫度后，重新進行零點校準。

9.2扣除水和二氧化碳干擾

在對樣品譜圖進行分析時，若顯示水和二氧化碳的濃度較高，應先扣除水和二氧化碳的

干擾，利用樣品的殘差圖進行分析。

9.3譜圖分析

利用工作軟件對樣品光譜和定量標準光譜進行自動光譜匹配，在匹配結果中，根據擬合

度的高低，再進一步進行人工譜圖比對，確認定性結果。若樣品組分復雜，在第一輪光譜匹

配得到部分定性結果后，仍有其它吸收峰存在，則需進行第二輪定性分析。將第一輪檢出的

3

化合物扣除后得到殘差圖，根據特征峰的位置選擇需匹配的光譜范圍，對殘差圖進行第二輪

的匹配搜索；根據匹配結果中化合物擬合度的高低，再次進行人工比對，最終確定定性結果。

9.4化合物特征紅外振動頻率

甲烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、苯、甲苯、乙苯和苯乙烯等9種揮發(fā)性有機物的特征

紅外振動頻率詳見表2。

表2目標化合物的特征紅外振動頻率單位：（cm-1）

化合物名稱紅外特征振動頻率

甲烷1150－1420，2780－3230

丙烷1310－1560，2800－3100

乙烯800－1130，2929－3250

丙烯810－1057，1600－1690，2277－2393，2800－3170

乙炔1250－1412，3180－3380

苯995－1073，1443－1551，3000－3130

甲苯1366－1652，2833－3150

乙苯980－1980，2800－3150

苯乙烯870－1130，2950－3180

10結果計算與表示

10.1定性結果

扣除被測樣品H20和CO2的紅外吸收峰影響后，根據庫搜索結果中化合物擬合度的高低，

將被測樣品紅外光譜與標準樣品的紅外光譜進行比對，根據被測樣品紅外吸收峰與標準樣品

的紅外特征吸收峰的吸收波數是否相同來確定被測組分。

10.2定量結果

儀器對化合物的測定結果，以標準狀態(tài)下的質量濃度表示，若儀器顯示值為ppm時，按

式（1）換算成標準狀態(tài)下的質量濃度，測試結果保留3位有效數字。

M

CC=×（1）

i22.4

式中：C――目標化合物質量濃度，mg/m3；

Ci――目標化合物體積比濃度，ppm；

M――目標化合物的分子量。

11精密度和準確度

11.1精密度

6個實驗室分別對不同濃度的9種標準氣體樣品進行了測定，實驗室內相對標準偏差分別

為0.28%～5.60%，0.10%～4.88%；實驗室間相對標準偏差分別為1.33%～6.50%，2.54%～

7.45%；重復性限分別為0.11mg/m3～1.08mg/m3，0.20mg/m3～5.72mg/m3；再現性限分別為

0.31mg/m3～2.89mg/m3，1.02mg/m3～14.9mg/m3。

4

11.2準確度

6個實驗室分別對不同濃度的9種標準氣體樣品進行了測定，相對誤差分別為-11.7%～

15.9%，-11.5%～19.0%。

精密度和準確度結果詳見附錄A。

12質量保證和質量控制

12.1儀器工作狀態(tài)穩(wěn)定

采樣分析過程中，必須保證儀器的各項參數穩(wěn)定達到測試狀態(tài)。

12.2零點校準

必須使用高純氮氣進行零點校準。

12.3連續(xù)測定

在分析測試過程中，一般連續(xù)采集5～6個樣品來進行結果分析，以避免單次瞬時監(jiān)測結

果的不確定性造成分析結果的偏差。

12.4儀器標定

定性、定量光譜無需重新標定，但是平均每1到2年進行一次氣路清潔維護和水分標定。

12.5期間核查的要求

首先開機使傅立葉變換紅外光譜儀充分穩(wěn)定，使用零氣（一般是氮氣）進行背景校準，

檢查儀器的關鍵性指標如光源強度、干涉圖高度等是否滿足出廠要求。如果某項指標不符合

要求請聯系廠家進行維護，通過維護即可達到要求。

13注意事項

13.1本方法適用于應急監(jiān)測，為避免可能存在的各種危害因素損害監(jiān)測人員的身體健康甚至

生命安全，應在應急監(jiān)測全過程中采取必要的個人防護措施。

13.2樣品采集前后氣樣室應用高純氮氣進行清洗，尤其是監(jiān)測濃度較高或具有腐蝕性的氣體

后要進行充分的清洗?？諝庀鄬穸却笥?5%和含塵量大時不宜采樣。

13.3儀器型號有差別，分析步驟可能也會有差別。

5

附錄A

（資料性附錄）

精密度和準確度

附表A.1中給出了方法的重復性、再現性和加標回收率等精密度和準確度指標。

附表A.1精密度和準確度

化合實驗室內相實驗室間相再現性限

序樣品濃度重復性限相對誤差相對誤差最

物名對標準偏差對標準偏差R

號（mg/m3）r（mg/m3）（%）終值（%）

稱（%）（%）（mg/m3）

3.50.55～1.454.590.110.48-1.19～12.14.22±9.52

1甲烷

10.80.30～1.483.380.201.02-6.30～1.30-1.91±6.68

10.00.28～0.953.280.170.97-0.67～8.434.39±6.86

2丙烷

29.50.10～0.592.540.282.17-0.70～5.502.41±5.30

6.200.46～5.606.500.461.25-1.29～15.93.79±13.4

3乙烯

18.90.27～4.884.871.052.81-5.11～9.272.12±9.70

9.190.87～2.601.330.410.510.31～3.571.54±2.68

4丙烯

28.50.27～3.633.731.203.20-4.09～6.940.83±7.4

5.790.42～1.561.730.150.31-1.26～3.160.51±3.56

5乙炔

17.60.20～1.423.260.331.64-2.27～6.670.25±6.42

17.00.70～2.364.920.712.37-11.7～2.45-2.52±9.62

6苯

53.60.48～2.023.531.575.44-5.50～2.92-0.95±7.02

19.10.94～2.643.911.082.31-2.97～7.33-0.42±7.74

7甲苯

60.40.38～3.626.373.3211.0-11.5～7.09-2.20±12.5

21.00.90～2.193.660.972.420.00～10.14.27±7.64

8乙苯

66.70.18～2.474.142.488.491.20～12.35.68±8.72

苯乙19.90.95～2.125.040.892.89-6.37～8.04-1.35±9.92

9

烯

64.10.28～4.627.455.7214.9-2.16～19.04.43±15.5

6

附錄B

（資料性附錄）

常見便攜式傅利葉紅外儀揮發(fā)性有機物測定能力項目清單

附表B.1中給出了常見便攜式傅利葉紅外儀主機出廠時標定的有機物

附表B.1常見便攜式傅利葉紅外儀主機出廠時標定的有機物

序號中文名分子式

1甲烷CH4

2乙烷C2H6

3乙烯C2H4

4丙烷C3H8

5（正）己烷C6H14

6環(huán)己胺C6H12

7苯C6H6

8甲苯C7H8

9苯乙烯C8H8

10間二甲苯C8H10

11對二甲苯C8H10

12鄰二甲苯C8H10

13乙酸C2H4O2

14甲醛CH2O

15丙酮C3H6O

16甲醇CH3OH

17乙醇C2H5OH

18苯酚C6H6O

19二氯甲（氟里昂30）CH2Cl2

20氯仿CHCl3

211,1-二氯乙烷C2H4Cl2

221,2-二氯乙烷（氟里昂150）C2H4Cl2

23三氯乙烯C2HCl3

24四氯乙烯C2Cl4

25光氣COCl2

26乙酸甲酯C3H6O2

27乙酸乙酯C4H8O2

28甲基丙稀酸酯C4H6O2

29三甲胺C3H9N

30硝基苯C6H5NO2

31氯苯C6H5Cl

7

32乙苯C8H10

33丙稀腈C3H3N

34二硫化碳CS2

35苯胺C6H5NH2

36氯乙烯C2H3Cl

37丙稀醛C3H4O

38乙醛C2H4O

39乙（酸）酐C4H6O3

8

目次

前言..............................................................................................................................................ii

1適用范圍..................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................................................................1

3術語和定義..............................................................................................................................1

4方法原理..................................................................................................................................1

5干擾及消除..............................................................................................................................2

6試劑和材料..............................................................................................................................3

7儀器和設備..............................................................................................................................3

8樣品..........................................................................................................................................3

9分析步驟..................................................................................................................................3

10結果計算與表示......................................................................................................................4

11精密度和準確度......................................................................................................................4

12質量保證和質量控制..............................................................................................................5

13注意事項..................................................................................................................................5

附錄A（資料性附錄）精密度和準確度..................................................................................6

附錄B（資料性附錄）常見便攜式傅利葉紅外儀揮發(fā)性有機物測定能力項目清單...........7

i

附錄B

（資料性附錄）

總離子流圖

1—丙烯腈；2—1,1-二氯乙烯；3—溴乙烷；4—二氯甲烷；5—1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷；6—二硫化碳；7—

反式-1,2-二氯乙烯；8—1,1-二氯乙烷；9—甲基叔丁基醚；10—2-丁酮；11—順式-1,2-二氯乙烯；12—乙酸

乙酯；13—正己烷；14—三氯甲烷；15—1,2-二氯乙烷；16—1,3,5-三(三氟甲基)苯(內標一)；17—1,1,1-三氯

乙烷；18—苯；19—四氯化碳；20—環(huán)己烷；21—1,2-二氯丙烷；22—二氯一溴甲烷；23—1,4-二氧六環(huán)；

24—三氯乙烯；25—甲基丙烯酸甲酯；26—庚烷；27—順式-1,3-二氯丙烯；28—4-甲基-2-戊酮；29—反式

-1,3-二氯丙烯；30—1,1,2-三氯乙烷；31—甲苯；32—2-己酮；33—二溴一氯甲烷；34—1,2-二溴乙烷；35—

四氯乙烯；36—氯苯；37—溴五氟苯(內標二)；38—乙苯；39—溴仿；40,41—間，對-二甲苯；42—苯乙烯；

43—1,1,2,2-四氯乙烷；44—鄰二甲苯；45—4-乙基甲苯；46—1,3,5-三甲基苯；47—1,2,4-三甲基苯；48—氯

代甲苯；49—1,3-二氯苯；50—1,4-二氯苯；51—1,2-二氯苯；52—1,2,4-三氯苯；53—萘；54—1,1,2,3,4,4,-

六氯-1,3-丁二烯

圖B52種揮發(fā)性有機物及內標物總離子流圖

12

附錄A

（資料性附錄）

精密度和準確度

附表A.1中給出了方法的重復性、再現性和加標回收率等精密度和準確度指標。

附表A.1精密度和準確度

化合實驗室內相實驗室間相再現性限

序樣品濃度重復性限相對誤差相對誤差最

物名對標準偏差對標準偏差R