挥发性有机化合物
挥发性有机化合物(VOC)是在室温下具有高蒸气压的有机化学品。高蒸气压与低沸点相关，这与周围空气中样品分子的数量有关，这种特性称为挥发性。挥发性有机化合物是造成气味和香水气味以及污染物的原因。挥发性有机化合物在动植物之间的交流中发挥着重要作用，例如传粉媒介的引诱剂、防止捕食甚至植物间的相互作用。一些VOC对人体健康有害或对环境造成危害。人为VOC受法律监管，尤其是在浓度最高的室内。大多数VOC没有剧毒，但可能具有长期的慢性健康影响。
定义
挥发性有机化合物一词的不同定义正在使用中。
生物产生的挥发性有机化合物
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地球大气中的大多数VOC都是生物产生的，主要由植物排放。生物挥发性有机化合物(BVOC)包括植物、动物或微生物排放的VOC，虽然种类繁多，但最常见的是萜类化合物、醇类和羰基化合物（通常不考虑甲烷和一氧化碳）。不计甲烷，生物源每年以VOC的形式排放估计760太克的碳。大多数VOC是由植物产生的，主要化合物是异戊二烯。少量的挥发性有机化合物是由动物和微生物产生的。许多VOC被认为是次生代谢物，通常有助于生物防御，例如植物防御食草动物。许多植物发出的强烈气味由绿叶挥发物组成，这是VOC的一个子集。虽然旨在让附近的生物检测和响应，排放受到多种因素的影响，例如决定挥发和生长速率的温度，以及决定生物合成速率的阳光。排放几乎完全来自叶子，特别是气孔。陆地森林排放的挥发性有机化合物经常被大气中的羟基自由基氧化；在没有NOx污染物的情况下，VOC光化学循环利用羟基自由基，以创造可持续的生物圈-大气平衡。由于最近气候变化的发展，例如变暖和更大的紫外线辐射，预计植物的BVOC排放量会增加，从而扰乱生物圈-大气相互作用并破坏主要生态系统。VOC的主要类别是萜类化合物，例如月桂烯。提供规模感，面积为62,000平方公里的森林，美国宾夕法尼亚州的大小，估计在生长季节的一个典型的八月一天会排放3,400,000公斤的萜烯。研究人员使用(Z)-3-hexen-1-ol和其他植物激素在玉米中研究了诱导产生挥发性有机化合物的基因以及随后增加挥发性萜烯的机制。
人为来源
人为源每年以挥发性有机化合物的形式排放约142太克（1.42×1011千克）碳。人造VOCs的主要来源是：
- 化石燃料的使用和生产，例如未完全燃烧的化石燃料或燃料的意外蒸发。最普遍的VOC是乙烷，一种相对惰性的化合物。
- 涂料、油漆和油墨中使用的溶剂。每年大约生产120亿升油漆。典型的溶剂包括脂肪烃、乙酸乙酯、乙二醇醚和丙酮。受成本、环境问题和法规的推动，油漆和涂料行业越来越多地转向水性溶剂。
- 压缩气溶胶产品，主要是丁烷和丙烷，估计每年在全球造成13亿吨VOC排放。
- 生物燃料的使用，例如亚洲的食用油和巴西的生物乙醇。
- 生物质燃烧，特别是来自热带雨林。虽然燃烧主要释放二氧化碳和水，但不完全燃烧会产生多种VOC。
室内挥发性有机化合物
室内空气中VOC的浓度可能是室外空气中的2到5倍，有时甚至更高。在某些活动中，室内VOC的含量可能达到室外空气的1,000倍。研究表明，室内环境中单个VOC种类的排放量并不高，但室内所有VOC(TVOC)的总浓度可高达室外水平的五倍。由于大量新材料（建筑材料、配件、表面覆盖物和胶水、油漆和密封剂等处理方法）暴露在室内空气中，释放出多种VOC气体，因此新建筑在室内排放的VOC含量特别高。这种废气具有多指数衰减趋势，至少在两年内是可辨别的，挥发性xxx的化合物会以几天的时间常数衰变，而挥发性最小的化合物会以几年的时间常数衰变。新建筑可能需要在头几个月进行强化通风，或烘烤策略。现有建筑物可能会补充新的VOC源，例如新家具、消费品和室内表面的重新装修，所有这些都会导致TVOC的持续背景排放，需要改善通风。大量研究表明，室内VOC排放的季节性变化很大，夏季排放率增加。这主要是由于VOC物质通过材料扩散到表面的速率随温度而增加。大多数研究表明，这导致夏季室内总挥发性有机化合物的浓度普遍较高。
分析方法
采样
获取样品进行分析具有挑战性。挥发性有机化合物，即使处于危险水平，也是稀释的，因此通常需要预浓缩。大气中的许多成分相互不相容，例如臭氧和有机化合物、过氧酰基硝酸盐和许多有机化合物。此外，在冷阱中通过冷凝收集VOC还会积聚大量水，通常必须根据所采用的分析技术有选择地去除这些水。固相微萃取(SPME)技术用于收集低浓度VOC进行分析。应用于呼吸分析时，采用以下方式进行采样：气体采样袋、注射器、真空钢和玻璃容器。
原理及测量方法
在美国，国家职业安全与健康研究所(NIOSH)和美国OSHA制定了标准方法。每种方法都使用单组分溶剂；但是，不能使用NIOSH或OSHA方法在同一样品基质上对丁醇和己烷进行取样。VOC可通过两种广泛的技术进行量化和识别。主要技术是气相色谱法（GC）。GC仪器允许分离气态成分。当与火焰离子化检测器(FID)耦合时，GC可以检测万亿分之几级的碳氢化合物。使用电子捕获检测器，GC对有机卤化物（如氯烃）也很有效。与VOC分析相关的第二项主要技术是质谱分析，它通常与GC结合使用，从而形成GC-MS的联用技术。直接注射质谱技术经常用于快速检测和准确定量VOC。PTR-MS是最广泛用于生物和人为VOC在线分析的方法之一。据报道，基于飞行时间质谱的PTR-MS仪器在100毫秒后达到20pptv和1分钟后达到750ppqv的检测限。测量（信号积分）时间。这些设备的质量分辨率介于7000和10,500m/Δm之间，因此可以分离最常见的同量异位VOC并独立量化它们。
化学指纹和呼吸分析
人呼出的呼气中含有几千种挥发性有机化合物，可用于呼气活检，作为VOC生物标志物来检测肺癌等疾病。一项研究表明，挥发性有机化合物……主要是血液传播的，因此可以监测体内的不同过程。看来，体内的VOC化合物可能是由代谢过程产生的，也可能是从环境烟草烟雾等外源性来源吸入/吸收的。化学传感器阵列也证明了挥发性有机化合物的化学指纹和呼吸分析，该阵列利用模式识别来检测复杂混合物（例如呼吸气体）中的组分挥发性有机物。
VOC测量计量学
为了实现VOC测量的可比性，需要可追溯至SI单位的参考标准。对于许多VOCs气体参考标准，可以从特种气体供应商或国家计量机构获得，无论是气瓶形式还是动态生成方法。然而，对于许多VOC，例如含氧VOC、单萜或甲醛，由于这些分子的化学反应性或吸附性，没有适当数量的标准品可用。目前，一些国家计量机构正在研究缺乏痕量浓度的标准气体混合物，尽量减少吸附过程，并改进零气体。最终范围是标准气体的可追溯性和长期稳定性符合数据质量目标（DQO，