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VOCS实验室分析发展较早，也比较成熟。分析方法为使用采样袋、苏码罐、吸附剂或吸收液将VOCS采集回实验室，再经过热解析、溶剂解析等前处理过程后，利用GC或HPLC分析。

实验室VOCS检测主要难点在于选择合适的采样方法保证可以采集到所有挥发性有机污染物，制定规范的运输方案防止运输过程中VOCS的损失，选择合适的前处理过程保证所有的挥发性有机物进入分析仪器。

实验室分析方法的主要优势是结果准确，主要缺点是时效性差，采样和运输过程中易导致样品损失，影响测定的准确性和可靠性。