空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)研究

周玉 周隱 劉海立 錢珍余

摘要：隨著我國工業(yè)的高速發(fā)展，帶來了物質(zhì)文明的高速發(fā)展，但同時也對環(huán)境造成了非常大的污染。揮發(fā)性有機物對環(huán)境造成的污染問題越來越嚴重，人體如果吸入過量的揮發(fā)性氣體，就會對人體健康造成非常大的影響，需要認真做好揮發(fā)性有機物監(jiān)測工作。因此，本文對空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)進行了研究，希望對促進我國污染治理事業(yè)的發(fā)展起到積極作用。

關(guān)鍵詞：空氣;揮發(fā)性有機物;監(jiān)測技術(shù)

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-0-01

Abstract：With the rapid development of China's industry，the rapid development of material civilization has been brought about，but at the same time it has caused very large pollution to the environment.The environmental pollution caused by volatile organic compounds is becoming more and more serious.If the human body inhales excessive volatile gases，it will have a great impact on human health，and it is necessary to carefully monitor volatile organic compounds.Therefore，this article studies the monitoring technology of volatile organic compounds in the air，hoping to play a beneficial role in promoting the development of pollution control in China.

Key words：Air;Volatile organic compounds;Monitoring technology

揮發(fā)性有機物污染是空氣污染的重要組成部分，很多揮發(fā)性有機物在紫外光線的照射下，會與空氣當中的其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，從而生成新的污染物質(zhì)，其主要包括笨、甲苯、芳香烴等。揮發(fā)性有機物具有揮發(fā)性、脂溶性和滲透性的特點，一旦進入到人體之后，就會對人體健康造成非常大的影響，需要認真做好空氣當中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測工作，及時掌握其動態(tài)變化，及時采取針對性的措施[1]。

1 揮發(fā)性有機物的來源和危害

揮發(fā)性有機物的主要來源是人為排放和自然排放，隨著工業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，空氣當中各種有機物的成分不斷增加，揮發(fā)性有機物的種類可以達到60多種，有毒物質(zhì)可以占到四分之一以上，汽車尾氣是其中最為重要的污染源，其主要成分是各種烴類物質(zhì)，上下班時間是汽車尾氣排放的高峰期。各種揮發(fā)性物質(zhì)的危害往往比較大，一旦進入到人體的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)，就會對人體健康造成直接的威脅，部分有機物還會導致人體疾病的產(chǎn)生，很多癌癥就和這些污染物有著比較直接的關(guān)系。根據(jù)相關(guān)科學統(tǒng)計顯示，室內(nèi)的揮發(fā)性有機物種類高達500多種，其中致癌物質(zhì)就有20多種，我國由于呼吸系統(tǒng)疾病導致的死者中，很多都和室內(nèi)空氣污染有關(guān)。

2 空氣中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測技術(shù)

2.1 氣相色譜法

該技術(shù)在空氣揮發(fā)性有機物的監(jiān)測中比較常用，可以比較準確地測定有機物的含量。主要包括樣品的采集和測定，通過樣品采集，利用吸附管來收集一定的樣品，利用吸附劑的吸附作用，讓空氣當中的揮發(fā)有機物成分留在吸附管當中，然后通過對吸附管的加熱，其中的有機物就會慢慢分解，隨著惰性氣體進入到毛細管氣相色譜儀當中，便可進行相關(guān)成分的測定。樣品通過進樣口被掃入載氣流，在色譜柱中進行分離之后，就可以轉(zhuǎn)化為色譜圖，然后就可以進行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。這種方法的監(jiān)測實效性偏差，色譜的使用容易受到測定的限制，而且樣品的預處理工作相對比較麻煩，需要消耗較多的試劑和溶液，監(jiān)測的成本也相對較高，測定過程耗時較長，對空氣的穩(wěn)定性要求較高，如果空氣流速過快，就會對測定結(jié)果造成較大的影響，但隨著該技術(shù)的不斷完善，其測定時間會越來越短[2]。

在氣相色譜儀實際使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)基線不穩(wěn)的情況，對檢測結(jié)果會造成非常直接的影響，需要我們認真進行應對：（1）色譜柱污染：色譜柱是進行各組分分離的地方，是整個設備的技術(shù)核心區(qū)域，如果色譜儀使用的頻率比較高，很多高沸點的雜質(zhì)就會吸附在色譜柱中導致基線不穩(wěn)。為此，我們可以在高溫的條件下進行老化，用較低流速在最高測定溫度以下30℃進行老化處理，經(jīng)過老化處理幾個小時色譜儀就會恢復正常。（2）載氣不純：色譜儀流動的相是惰性氣體，我們經(jīng)常會使用氮氣或者氦氣，如果氣體不純，氣源中混入較多的水分或者有機質(zhì)，則會使基線不平，并且伴隨有雜峰干擾。為了有效提高氣體的純度，我們可以在氣體進入減壓閥后，安裝凈化器，凈化器可以是分子篩、變色硅膠或者活性炭，可根據(jù)實際載氣的純度來選擇填充物。有些人員在處理的過程中，往往忽視氣源部分，這也是造成基線不穩(wěn)的主要原因。（3）電路部分的原因：色譜儀的精度等級往往非常高，如果色譜室內(nèi)密封不嚴出現(xiàn)氣流或者有靜電的產(chǎn)生，就非常容易造成基線的不穩(wěn)。在出現(xiàn)基線不穩(wěn)后，首先應確認是不是靜電造成的，可以在電腦和儀器之間接一根線，如果基線不穩(wěn)得以排除，說明是靜電的原因造成的。此外，電源電壓的波動也會造成基線的不穩(wěn)，所以應盡量選擇穩(wěn)定的電壓源供電。

2.2 在線監(jiān)測技術(shù)

該測定技術(shù)和傳統(tǒng)方法相比，不同之處在于其并不是采用吸附管進行吸附的，而是通過環(huán)路或者濃縮管來導入樣品的，樣品氣是在微壓力之下導入的，然后通過活塞系統(tǒng)的作用，在短時間之內(nèi)對樣品氣進行壓縮處理，直到得到足量的樣品氣。被預壓縮管吸附的樣品氣可以在短時間之內(nèi)被加熱脫附，然后使用載氣進行有效分離，分離柱采用的是全二維雙色譜柱，可以通過控制電磁閥來控制色譜峰的高度，以更進一步提升分離的效率，可以直接根據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)沸點的不同進行分離。在檢測器的選擇中，可以選擇使用光離子化檢測器、熱導檢測器、火焰離子檢測器、脈沖電子俘獲檢測器等。

2.3 TOFMS技術(shù)

該技術(shù)又被稱為質(zhì)譜分析法，是利用質(zhì)子、電荷比的不同來進行測定的，需要在測定的過程中施加一定強度的電場，并根據(jù)不同離子運動距離的不同來進行分析的。電離技術(shù)的高速發(fā)展讓TOFMS技術(shù)發(fā)展非常迅速，在PTR技術(shù)出現(xiàn)之后，讓該方法的檢測精度得到了更進一步的提升，可以達到ppb級別以下，檢測的靈敏度也有了比較大程度的提升，但該方法也存在比較明顯的缺點，在檢測過程中容易受到干擾離子的影響，從而導致質(zhì)譜圖變得更加復雜，妨礙對監(jiān)測組分的觀察。

2.4 PTR-MS技術(shù)

該技術(shù)是利用電離和流動漂浮管模型來對空氣樣品進行檢測的，其測定的靈敏程度更高，且省去了對樣品的預處理步驟，避免空氣當中其他組分對檢測結(jié)果的影響。該技術(shù)的發(fā)展前景非常廣闊，且使用范圍不斷增加。經(jīng)過大量研究顯示，該技術(shù)方法在尾氣檢測當中有著比較成功的應用，很多學者對該技術(shù)在室內(nèi)和室外有機揮發(fā)性物質(zhì)的檢測中進行了比較細致的研究。然而該檢測方法也存在比較多的缺點，其難以區(qū)分同分異構(gòu)體，檢測的靈敏度也不是非常高[3]。

2.5 膜萃取氣相色譜法

該技術(shù)的工作原理是利用懸掛于色譜微量進樣器針尖的有機物劑液滴來進行萃取。在實際應用過程中，對有機溶劑的使用量較少，一次萃取只需要幾毫升，溶劑可以完全進入到氣相色譜儀，然后就可以進行后續(xù)的測定工作，可有效避免環(huán)境二次污染情況的發(fā)生，是一種比較有發(fā)展前途的技術(shù)。在膜萃取的過程中，可有效避免乳化液的產(chǎn)生，并可有效保證檢測的連續(xù)進行。如果將膜萃取和氣相色譜鏈接起來，氣樣可以從膜中連續(xù)通過，讓揮發(fā)性有機物在通過膜后，可以直接進入到惰性氣體流中，有效保證了進樣和測定的連續(xù)性。在該技術(shù)應用過程中，必須保證樣品通入超過一定時間后才可以進行測定，這樣才能保證樣品的穩(wěn)定性，該技術(shù)的檢測靈敏程度較高，可以達到ppb級。

2.6 激光光譜分析

該技術(shù)是最近幾年新發(fā)展起來的技術(shù)，非常適合在揮發(fā)有機物監(jiān)測當中進行應用，當前發(fā)展起來的二極管激光光譜分析法，其利用差分吸收的原理，可以有效減少氣樣中雜質(zhì)對檢測結(jié)果的影響，檢測反應時間可以保持在秒級，檢測精度可以達到ppb，在各種惡劣的環(huán)境當中，依然可以開展檢測工作，應用范圍越來越廣，但其檢測的費用還是偏高。

3 結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對空氣中揮發(fā)性有機物質(zhì)的監(jiān)測也提出了更高的要求。當前各種監(jiān)測技術(shù)手段非常多，它們都有各自的優(yōu)勢和不足，我們需要根據(jù)實際情況，合理進行選擇。

參考文獻

[1]劉尚銘.揮發(fā)性有機物治理措施現(xiàn)狀分析[J].化工管理，2019（16）：22-23.

[2]宋宇，馬臣.工業(yè)源揮發(fā)性有機物治理措施分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2019（03）：37-38.

[3]孫俊，王鑫，陳曦.簡述揮發(fā)性有機物污染土壤工程修復技術(shù)的研究進展[J].科技創(chuàng)新導報，2012（11）：55-56.

收稿日期：2019-10-31

作者簡介：周玉（1985-），女，漢族，碩士，研究方向為環(huán)境大氣。