有機化工異味應急監測現狀分析及對策

劉延鋒（山東省濰坊生態環境監測中心，山東濰坊261041）

0 引言

我國是化工大國，化工企業體系健全。制造行業、農藥生產行業、石油化工行業、材料等均屬于有機化工的生產行業。有機化工在生產過程中會產生多種污染，極容易發生化工異味泄露導致污染事件，對周圍生態環境以及居民身體健康造成危險。化工應急監測系統是監控系統，可以及時察大氣環境化工異味的泄露情況，及時制定并實施處理措施，最大限度降低有機化工生產過程中的環境污染隱患，提高應急處置水平有重要意義。

1 大氣有機污染物監測現狀

有機化工行業在生產過程中需要儲存大量的生產原料，原料種類繁多，儲存條件與標準也各不相同。有機化工生產工藝十分復雜，生產過程中存在許多具備較高環境威脅的施工環節，導致化工生產區域內極容易出現具有明顯異味的刺激性氣體，如魚腥味、惡臭味、酸味、農藥味等等，同時氣體中含有通常含有大量的苯系物、胺類物質、醇類物質、醛類物質等有毒有害物質。目前異味應急監測技術是有機化工生產中主要的環保技術之一。從監測方式角度，異味應急監測技術主要分為氣體監測管法、試紙技術、便攜氣體監測技術、紅外光譜技術、其相色技術等幾種。其中檢測管法、試劑盒法檢測適用范圍較小，僅僅能識別少有機污染物。我國自主研發比長式氣體監測管，可以對苯類物質、氯乙烯、甲醛等有機污染物的檢測，無法識別其他污染物。因此此類檢測設備一般用于明確污染物質類型以及單一污染物質類型的大氣污染檢測中，在存在多種有機污染物質存在空間的檢測中無法應用。光離子化檢測器，可以有效識別多種有機污染物，但該設備主要針對污染物的揮發總量進行檢測，不具備分類識別的功能，在有機物污染的定量、定性分析中無法使用。傅立葉紅外多組分氣體分析其一，有機污染物氣體識別范圍光，不僅可以測定有機物總量還可以進行分類識別，可以對超過50種的有機污染物質進行精確的分組定量檢測。但其基團特征是吸收峰定量，因此對單因子定性能力良好，但對多因子定性準確率較低，對檢測環境要求很高，容易受到多種因素的影響。雖然是便攜式檢測設備，但由于環境要求苛刻，不具備便攜設備的優勢。氣相色譜法對上述檢測方法中存在的弊端與不足都有一定的緩解和優化，但該方法一種對比分析法，僅僅對已知有機污染物有良好的識別作用，對于未知有機物污染物沒有識別能。但該方法的實用價值能明顯優于其他檢測方法，也是本文重點探討的研究方法之一，在survey模式下，可以對氣體樣本進行快速的初步分析，短時間內就可以得出半定量分析結果，對檢測環境要求低，便攜性能突出，可以再野外等惡劣環境下使用。

2 存在問題

有機化合物種類復雜繁多，多數化工生產過程中產生的有機化合物具有一定污染性。同時很難通過對其進行追蹤溯源，不利于各項環保控制措施的制定和開展。為了實現短時間內對污染氣體的分析和溯源，我國多數化工企業選擇使用便攜式氣相色譜儀器對空氣中存在的污染氣體進行定量分析以及半定量分析，以求實現氣體監測以及溯源工作，為預警工作和處理措施的制定提供必要基礎。但在實際的工作經常出現，區域內通過嗅覺已經可能明顯感覺到存在異味氣體，但使用便攜式氣相色譜檢測設備確無法識別污染氣體特征現象，針對該問題，文章對深入分析了其原因。

3 原因分析

如前文中提到，我國化工行業以及相關管理部門，主要使用便攜式氣相色譜儀對化工異味進行定量分析和溯源檢測。受此類儀器技術特點決定，該儀器對苯系物和鹵代物有很好的識別能力，對其他有機化合物的識別十分有限，氣體中如含有苯系物質和鹵代物，可以通過化工產品類型以及生產所需原料種類，直接鎖定造成氣體釋放的企業以及對應的生產環節。但也存在空氣中異味極大，但設備無法識別污染的特征，出現聞到味但檢測不出來的不良現象。其根本原因是設備的檢測原理和硬件配置存在局限性。

便攜式氣相色譜檢測儀器由采樣泵體、濃縮管、氣相色譜檢測器三個主要部分組成。其中采樣泵通過動力設備產生吸力，吸取適量氣體進入濃縮管內，濃縮管內以活性炭和特殊硅膠作為混合填料，對進入氣體進行吸附和加熱處理，隨后進入氣相色譜分析器中進行檢測分析。主要靠沸點高低來分離出峰，柱溫度范圍為45～200 ℃，樣品沸點需低于250 ℃，樣品化合物組成：1～12 個碳原子。而臺式氣相色譜-質譜聯用儀針對不同類型的化合物，則有非極性的DB-1、弱極性的DB-5、中等極性的DB-1701 和DB-624、以及強極性的DB-WAX 氣相色譜柱可供選擇。氣體樣品的有機前處理方面，目前有Tenax 吸附、碳分子篩吸附、冷凍預富集低溫吸附等技術可供選擇，測定范圍相對較寬。便攜式GC-MS 選用的是Tri-bed 濃縮管吸附的熱解吸法，適用范圍有限，例如不適用于對Tri-bed 吸附性差及熱穩定性差的物質的分析；DB-1 色譜柱也僅適用于部分烴類、香精香料、酯類、鹵代烴、農藥及芳香烴等的檢測。

檢測設備的設計結構和檢測原理，決定其實際應用中存在的種種限制。該設備色譜柱和氣體樣品富集濃縮的檢測方式，讓其對苯系物、鹵代物等物質的檢測十分靈敏，但對其他化合物確缺少檢測能力。

4 對策分析

4.1 現場檢測與實驗室檢測相結合

根據前文對異味氣體監測存在盲點的原因分析，檢測盲點的存在與便攜式設備的檢測能力有直接關系，應急檢測設備可以有效識別的有機化合物其他存在局限性。因此可以采用現場應急監測和實驗室檢測相結合的辦法，緩解上述弊端。便攜式應急設備可以對異味氣體進行初步鑒定，鑒定后進行取樣，在實驗室環境下利用其它檢驗儀器設備進行進一步的檢測分析以及溯源工作。

4.2 依據嗅覺辨法判定環境空氣質量，并追求企業責任

現階段我國化工領域使用的氣體檢測設備，在實際使用中都存在不同程度的限制，均無法實現絕對精確的氣體識別以及定量和半定量分析功能。在實際工作中，如果出現設備無法進行精準濃度分析以及成分確定時，可以通過嗅覺直接判定空氣質量和異味氣體濃度。一般來說，空氣中存在有明顯異味的氣體，均可以判定為空氣中存在污染氣體，在異味源頭是單一物質造成時，根據我國相關環保法律以及化工企業管理條例，可以直接作為判定企業存在環保違法的依據，但化工異味為多種異味混雜時，可以使用三點比較式臭袋法進行衡量。衡量標準可以參照GB3095 的國際標準，進行三級劃分。化工生產區域為第三級執行標準，居民區域為第二級執行標準。

4.3 建立化工園區污染源特征組分數據庫

應急監測受污染現狀以及設備監測原理決定，存在相應的盲區，為此應建立各個化工生產企業的污染源特征數據庫，結合應急監測手段，在出現污染情況時，實現對污染物質的快速分析和溯源工作。數據庫中應對化工企業污染源核查報告信息、環境影響評價報告、企業生產工藝信息、企業產品信息、企業生產原料信息進行錄入，掌握企業生產過程中可能出現的污染情況以及污染特征，以此為基礎組建對應的數據庫，形成企業污染物名單。在出現化工異味時，利用便攜式應急監測設備進行初步監測和特征分析，然后結合數據庫內容，實現污染的快速溯源和成分分析。