淺析大氣環(huán)境中VOC的監(jiān)測與遷移轉(zhuǎn)化問題

梁闊

摘 要：當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，人們越來越重視大氣環(huán)境質(zhì)量安全性等級，因此，對大氣環(huán)境中的有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測顯得尤為重要。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果采取有效的預(yù)防和處理措施，以達(dá)到保護(hù)大氣環(huán)境的目的。VOC，即揮發(fā)性有機(jī)化合物在大氣環(huán)境中占有一定的比例，VOC監(jiān)測和遷移轉(zhuǎn)化已經(jīng)成為研究熱點之一。首先對VOC的概念進(jìn)行了論述，指出了其特點和危害性，然后分析了VOC的監(jiān)測手段和過程——樣品采集、樣品預(yù)處理、儀器分析，并指出這一過程中所采用的處理方法和手段，最后指出了VOC遷移轉(zhuǎn)化的途徑，以期為降低大氣環(huán)境中VOC的含量提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：大氣環(huán)境；VOC監(jiān)測；遷移轉(zhuǎn)化；大氣污染物

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.114

隨著生活水平的不斷提高，人類的生存環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，人們對大氣環(huán)境的要求也越來越高。近年來，大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，尤其是VOC、SO2和NOX等污染物的監(jiān)測受到了廣泛的關(guān)注。這與人類的生存密切相關(guān)。

1 VOC概述

世界衛(wèi)生組織將VOC定義為一種有機(jī)物，全稱是“揮發(fā)性有機(jī)化合物”。按照結(jié)構(gòu)種類劃分，VOC分為烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物8種。大氣中存在的VOC有600多種，具有濃度低、活性強(qiáng)等特點。人們的身體健康及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性極易受到VOC的影響。美國環(huán)保局發(fā)布的報告指出，“當(dāng)苯的含量達(dá)到0.3 μg/L時，百萬接觸者患白血病的人數(shù)為4～8，并且患病人數(shù)隨著苯含量的增大而急劇上升?！笨偟膩碚f，VOC對人體的影響主要表現(xiàn)在誘發(fā)急/慢性疾病、構(gòu)成依賴性、導(dǎo)致NBS和SBS等幾方面。對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在以下3個方面：①毒性大，引發(fā)癌變；②在大氣環(huán)境中轉(zhuǎn)化成光學(xué)煙霧，阻礙萬物生長；③部分成分會造成臭氧空洞。

2 VOC監(jiān)測

在氣相色譜法中加入熱解析這一步驟，就構(gòu)成了我國常用的VOC監(jiān)測方法。該方法的運用不僅便于開發(fā)出方便攜帶的專用便攜式氣相色譜儀，還可實現(xiàn)VOC現(xiàn)場監(jiān)測，解決了樣品監(jiān)測成本高等問題。一般情況下，VOC監(jiān)測方法的具體實施步驟是：樣品采集→樣品預(yù)處理→儀器分析。

2.1 樣品采集

要采集VOC樣品，首先要掌握VOC成分復(fù)雜、易揮發(fā)和含量低等特性，正確的采樣方法對獲得準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果非常重要。在采集樣品時，通常采用吸附采樣法和全量空氣采樣法。

2.1.1 吸附采樣法

吸附采樣法使用固體吸附劑對樣品進(jìn)行吸附。對吸附劑的選取要考慮所吸附的化合物的性質(zhì)，有針對性地進(jìn)行吸附。吸附劑的共性是吸附容量大，且吸附過程中自身的特性穩(wěn)定。這有助于樣品采集效率的提高。

對于VOC吸附劑的選取還要考慮其特性。VOC吸附劑分為聚合物式和碳吸附式兩種。聚合物式吸附劑常選用Tenax 系列，而碳吸附式吸附劑種類較多，有多孔碳、石墨碳和活性炭等。吸附劑的選取決定著樣品采集結(jié)果。選取吸附劑時，通常要遵循以下幾個基本原則：①在吸附過程中，吸附劑要有穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性；②盡量使吸附操作簡便；③在吸附劑吸附化合物時，對H2O、SO2的吸附力越弱越好，而對靶化合物的吸附力則越強(qiáng)越好；④吸附劑的容量要大；⑤盡量不改變吸附物的原有體積。

如今，在吸附劑市場中，單一功能的吸附劑往往難以滿足要求，而混合吸附劑的市場需求越來越大，能實現(xiàn)從最初層到最終層的依次吸附。混合吸附劑的解析方向與單一吸附劑相反。在吸附時，如果按順序?qū)⒚恳粋€極性的化合物依次吸附在吸附劑上，則更容易實現(xiàn)解析。

2.1.2 全量空氣采樣法

在采集現(xiàn)場直接采集氣體，處理時先濃縮樣本氣體，提高其密度和濃度，這樣更易于實現(xiàn)其樣本分析。這種方法在中低碳?xì)浠衔锖望u代烴化合物的測定中得到了廣泛的應(yīng)用。該方法能實現(xiàn)準(zhǔn)確、高質(zhì)量的重現(xiàn)分析，降低因采樣體積和采樣效率帶來的不確定性。

采用全量空氣采樣法主要涉及灌裝聚合物袋、玻璃器皿和不銹鋼罐。對比這三者的優(yōu)、缺點發(fā)現(xiàn)，聚合物袋價格低廉，操作簡單，但如果用后處理不當(dāng)，易造成環(huán)境污染；玻璃器皿體積不大，使用時注意輕拿輕放；不銹鋼罐不易受到陽光透射，可降低氣體樣本受影響的程度，保證實驗的真實性，并且能重復(fù)利用。

2.2 樣品預(yù)處理

樣品的預(yù)處理至關(guān)重要。傳統(tǒng)的預(yù)處理方法主要是蒸餾和提取，操作起來麻煩，并且需要額外添加試劑。最經(jīng)典的預(yù)處理方法當(dāng)屬溶劑萃取法，但是通常溶劑具有毒性，應(yīng)注意安全操作。目前，經(jīng)過改善的預(yù)處理方法越來越多，有液上空間法、固相萃取法、臨界流體萃取法等。這些改進(jìn)方法是近年來迅速發(fā)展起來的，是最新、最有效的氣體樣品預(yù)處理方法。

3 VOC的遷移轉(zhuǎn)化

大氣污染物的濃度易受排放源數(shù)量、分布情況及周圍地形、地貌、氣象的影響，因此，大氣環(huán)境在不斷變化，比如污染物的濃度極易受風(fēng)速和風(fēng)向的影響。在大氣環(huán)境不斷變化的同時，VOC也在遷移轉(zhuǎn)化，此立足點研究起來較困難。

當(dāng)前，對于VOC遷移轉(zhuǎn)化的研究主要是從大氣轉(zhuǎn)化物的最終性質(zhì)入手，通過反推得出轉(zhuǎn)化的規(guī)律和自然環(huán)境條件。后者模擬起來困難較大。大氣環(huán)境中各種化合物在不斷地發(fā)生著化學(xué)反應(yīng)，主要參與成分有氣體氧化劑、氮氧化物和碳?xì)浠衔铮傻腛3能促進(jìn)VOC的遷移轉(zhuǎn)化。我國關(guān)于VOC遷移轉(zhuǎn)化的研究仍處于初級階段，需要科研工作者共同努力。

參考文獻(xiàn)

[1]馬天，曾令平，羅張怡.室內(nèi)主要污染氣體——甲醛、TVOC的快速檢測方法評述[J].中國測試技術(shù)，2004，30（5）：77-78.

[2]張宇峰，邵春燕，張雪英，等.揮發(fā)性有機(jī)物的污染控制技術(shù)[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，25（3）：89-92.

[3]王躍思，孫揚(yáng)，徐新，等.大氣中痕量揮發(fā)性有機(jī)物分析方法研究[J].環(huán)境科學(xué)，2005，26（4）：18-23.

〔編輯：劉曉芳〕