大氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術研究

常偉 定西市生態(tài)環(huán)境局安定分局

近年來，我國日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境問題給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來嚴重影響，其中大氣污染則深受人民群眾的重視與關注。揮發(fā)性有機物是大氣污染的重要方面，同時也帶來了嚴重的社會影響及危害。目前，環(huán)境管理部門已逐步強化大氣中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測工作，并帶來了相關技術的研發(fā)與創(chuàng)新。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，就揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術提出個人見解與認知，以期能夠為相關領域從業(yè)者提供必要的參考和幫助。

一、揮發(fā)性有機物概述

揮發(fā)性有機物是指在常溫環(huán)境下，非典介于50~260℃的各種有機化合物，在我國一般多指非甲烷碳氫化合物、含氧有機化合物、鹵代烴、含氮有機化合物及含硫有機化合物等幾大類。從源頭來看，揮發(fā)性有機物的產(chǎn)生主要分為自然原因和人為原因兩大類，其中人為原因是造成其危害的主要因素，包含了化工、制藥及汽車尾氣排放等方面。從危害角度來看，揮發(fā)性有機物的大量產(chǎn)生也會給人們生產(chǎn)生活帶來諸多不利的影響，一方面，揮發(fā)性有機物在光化學作用下生成臭氧、二次有機氣溶膠等物質(zhì)，進而在增加臭氧含量的同時帶來全球溫室效應。另一方面，大氣中揮發(fā)性有機物的增加，還會對人體帶來十分嚴重的影響，例如一些揮發(fā)性鹵代烴對人體神經(jīng)、肝臟、血液等產(chǎn)生毒害，而長此以往還會誘發(fā)癌癥。現(xiàn)階段，政府部門及環(huán)保機構(gòu)均對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測工作給予了高度關注，并促進了該領域技術水平的發(fā)展與創(chuàng)新。

二、大氣中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測技術

（一）在線監(jiān)測技術

現(xiàn)階段，揮發(fā)性有機物已成為空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的重要組成部分，并在人口相對集中的地區(qū)以推動了相關監(jiān)測工作的開展。在線監(jiān)測技術是近年來環(huán)境監(jiān)測工作現(xiàn)代化發(fā)展的產(chǎn)物，其特點便是在室外對空氣中揮發(fā)性有機物進行實時監(jiān)測，從而提高相關監(jiān)測工作的質(zhì)量和效率。

1.直接進樣－軟電離－質(zhì)譜法

該技術是采用軟電離方式對投入系統(tǒng)中的大氣樣品進行分子離子化，并在樣品分解后進行相關揮發(fā)性有機物類型及含量的監(jiān)測。在進樣環(huán)節(jié)，為保障揮發(fā)性有機物在進入系統(tǒng)裝置后不因氣流紊亂而影響監(jiān)測結(jié)果而采用膜進樣方式，這里一般多使用二甲基硅氧烷樹脂濾膜。電離源所獲得的準分子離子在揮發(fā)性有機物監(jiān)測中具有十分理想的應用優(yōu)勢，并且也是色譜分離法所不具備的，能夠有效提高監(jiān)測工作的準確性。與此同時，在電離源過程中也要控制碎片粒子數(shù)量，并使用真空紫外單光子將離子源進行分離，從而完成軟電離作業(yè)。最后，為提高大氣中揮發(fā)性有機物的分辨效率，這里還采用飛行時間質(zhì)譜結(jié)合質(zhì)量分析器的形式來提高監(jiān)測工作的效果。從應用效果來看，該技術能夠?qū)οN類、烷烴類、本烴類等物質(zhì)進行有效監(jiān)測，而整個分析工作也能夠在1min內(nèi)完成，因此其監(jiān)測效果十分理想。

2.富集－熱脫附－氣相色譜法

在大氣揮發(fā)性有機物監(jiān)測工作中，需要對相關成分的空間濃度、組分情況進行充分掌握，如此才能在篩選的樣品中進行有效監(jiān)檢測。而富集工作則能夠?qū)崿F(xiàn)樣品氣體的定性定量采集，從而為相關檢測工作提供了堅實的基礎條件。這里采用超低溫富集方式，能夠在低溫環(huán)境下保持對揮發(fā)性有機物的吸附選擇能力。熱脫附的作用在于將揮發(fā)性有機物氣體與惰性氣體相分離，并使其經(jīng)過富集區(qū)而達到氣體回收的效果。最后，采用兩個色譜柱的方式對揮發(fā)性有機物進行分析，這里可通過并聯(lián)或串聯(lián)方式進行富集－熱脫附，并通過檢測器來提升烯烴類物質(zhì)的檢測水平。該技術的應用，在揮發(fā)性有機物監(jiān)測領域有著十分重要的應用價值，其優(yōu)勢在于成本低、難度小，但分析時間較長，因此需要在技術層面進行突破和創(chuàng)新。

（二）手動監(jiān)測技術

手動監(jiān)測技術主要指傳統(tǒng)常規(guī)發(fā)揮性有機物氣體的檢測方法，而相關作業(yè)也位于實驗室當中。在現(xiàn)代揮發(fā)性有機物監(jiān)測工作中，在線監(jiān)測技術的優(yōu)勢為時間短、效率高，而手動監(jiān)測技術的優(yōu)勢則為技術成熟、準確性高。現(xiàn)階段，常用的手段監(jiān)測技術主要體現(xiàn)于以下幾種方式：

1.罐采樣－氣相色譜質(zhì)譜法

罐采樣－氣相色譜質(zhì)譜法是我國揮發(fā)性有機物監(jiān)測領域一種十分常見的技術，在烷烴、烯烴、含氧、含硫化合物、揮發(fā)性鹵代烴等物質(zhì)的監(jiān)測中有著十分理想的應用效果。罐采樣的優(yōu)勢在于不依賴于動力，且對樣品的選擇范圍廣、采樣體積大以及保存時間，因此能夠用于多次分析。而氣相色譜質(zhì)譜技術則具有靈敏度高、可靠性強的優(yōu)勢，價值應用成本較低，因此在揮發(fā)性有機物監(jiān)測中應用效果十分理想。

2.吸附管采樣－熱脫附－氣相色譜質(zhì)譜法

吸附管采樣－熱脫附－氣相色譜質(zhì)譜法是手動監(jiān)測技術中又一應用相對廣泛的檢測方法，特別是對于特定的化合物類型有著理想的應用效果。該技術首先采用吸附管對揮發(fā)性有機物進行樣品采集，而在熱脫附解析并經(jīng)氣相色譜質(zhì)譜進行分析。目前，該技術主要對鹵代烴、苯系物和氯苯類等揮發(fā)性有機物進行檢測，其特點主要體現(xiàn)為操作簡單、成本低及樣品選擇性強等方面。

3.化學衍生化法采樣－高效液相色譜法

上述兩種手動監(jiān)測技術雖然應用效果理想，但對于極性較高的醛酮類化合物則并不適用，主要體現(xiàn)于該類化合物靈敏度低而導致采樣困難。高效液相色譜法是一種基于化學衍生化法的采樣方式，而生產(chǎn)的化合物性質(zhì)也十分穩(wěn)定，再經(jīng)過液相色譜進行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的檢測效果。該技術是一種靈敏度較高且操作簡單的檢測方法，在醛酮類化合物檢測中應用十分廣泛。

三、結(jié)論

綜上所述，揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術的日益成熟和完善，為我國大氣監(jiān)測領域的發(fā)展提供了便利的基礎條件。在日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境壓力下，我們需要進一步強化揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術的研究和創(chuàng)新工作，從而才能推動我國環(huán)保工作的科學健康發(fā)展。