空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)探討

付星 趙菊芳

摘要：空氣中揮發(fā)性有機物，簡稱為VOCs。近幾年，隨著社會的發(fā)展，空氣污染逐漸嚴重，該類有機物的含量不斷增多，為人類健康帶來巨大影響?；诖?，國家越發(fā)重視其的監(jiān)測與控制，為人們營造健康的生存環(huán)境。對此，文章對VOC3的監(jiān)測技術(shù)展開探討。

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

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.098

Abstract： Volatile organic compounds in the air， referred to as VOCs. In recent years， with the development of society， air pollution has become more and more serious， and the content of such organic substances is increasing， which has a great impact on human health. Based on this， the country pays more attention to its monitoring and control to create a healthy living environment for people. In this regard， the article explores the monitoring technology of VOC3.

Key words：Volatile organic compounds; Monitoring technology; Precautions

揮發(fā)性有機物，是一種對人體組織損害較大的物質(zhì)，且構(gòu)成元素復(fù)雜，無論是室內(nèi)空氣、室外空氣都會受到影響，直接粘附在人體皮膚上，為人體健康帶來較大損害。因此，空氣污染問題越發(fā)受到人們關(guān)注，而VOCs監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展，為空氣污染的有效控制奠定了基礎(chǔ)，有效保護了人體健康。

1 揮發(fā)性有機物的來源與危害

揮發(fā)性有機物，熔點低于室溫，沸點在50-260℃之間，主要包含有烷烴、芳香烴、烯烴等的NMHCs，酮、醚、醇等的OVOCs，以及鹵代烴，含硫化合物，含碳化合物等。據(jù)了解，揮發(fā)性有機物主要 來源于以下幾方面：人為排放、自然排放、苯系物與氯化燼等揮發(fā)性有機物[1]。

揮發(fā)性有機物，是空氣中出現(xiàn)PM2.5與O3的主要原因之一，引發(fā)各界關(guān)注，其的監(jiān)測與控制成為相關(guān)學(xué)者研究重點與難點。據(jù)我國環(huán)保部門播報的數(shù)據(jù)可知，在我國74個實施新標準的城市內(nèi)，影響環(huán)境質(zhì)量的主要污染物為PM2.5，比例達到62.7%，以O(shè)3為主要污染物的比例達到24.9%，可見兩者對空氣質(zhì)量的巨大影響?？梢哉f，揮發(fā)性有機物已經(jīng)成為影響空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。

2 空氣中揮發(fā)性有機物的采集方法

2.1 容器采集法

容器采集法，便利性較高，能夠收集濃度較高的VOCs。在樣品收集中，我國常用采用容器為注射器、塑料袋等，成本較低，但是，易出現(xiàn)滲漏問題[2]。對此，為保障樣品更好的收集，可選擇灌裝方式，預(yù)先將罐子內(nèi)的空氣抽空，采集樣品，能夠保障樣品采集的質(zhì)量。

2.2 有動力采樣法

在采集樣品時，若需要同時對VOCs的平均濃度、峰值濃度進行確定，可采用有動力采樣法。該種方法實施時，可利用活性炭吸附采樣或者吸附劑吸附采樣，前者價格便宜，卻靈敏度低，多用于高濃度VOCs監(jiān)測;后者價格較高，吸附容量較低，靈敏度高，能夠?qū)λ袧舛认碌腣OCs有效收集。

2.3 被動式采集法

在環(huán)境空氣監(jiān)測時，被動式采集法較為常見，常用于室內(nèi)空氣的監(jiān)測。因為，空氣中的VOCs較為集中，技術(shù)人員在采集過程中，可直接將吸附劑暴露于空氣，VOCs具有流動性，可直接被吸附劑吸附。被動式采樣法的應(yīng)用，對外界環(huán)境要求較高，若空氣不流通，將很難完成VOCs的采集。同時，濕度、溫度等也會帶來一定影響。

雖然VOCs采集方法具有很多種，但是每一種方法都有其優(yōu)勢與缺陷。容器收集法，操作簡單、對濃度要求高;后兩種方法，必須利用吸附劑，價格較高;有動力采集法，不適用于偏遠地區(qū);被動式采集法，受外界因素影響，不適合長期使用。

3 空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)

3.1 氣相色譜質(zhì)譜法

該類監(jiān)測方式是揮發(fā)性有機物的常用檢測法，主要針對未知氣體進行定性定量檢測[3]。定性定量檢測法，在國外使用時間較早，已經(jīng)得到較好的研究成果，能夠有效檢測揮發(fā)性有機物中的成分。近幾年，我國對氣相色譜質(zhì)譜法進行了有效研究，在對某地區(qū)大氣的VOCs檢測中取得良好效果。在檢測空氣中有機物時，多數(shù)揮發(fā)性有機物的檢測限控制在1-10μg/kg。但是，氣相色譜質(zhì)譜法也存在一定不足，如：取樣困難，運輸管理并不完善，儲藏困難，若儲藏不當(dāng)，極易出現(xiàn)交叉污染，影響空氣中揮發(fā)性有機物的檢測。因此，該種檢測方式仍停留在實驗室階段，存在明顯滯后性。

3.2 飛行時間質(zhì)譜分析法

飛行時間質(zhì)譜分析法，又被稱為TOFMS技術(shù)，利用其對揮發(fā)性有機物進行檢測，主要是利用質(zhì)子與電荷的差異，通過控制電場，以此統(tǒng)計離子在電場內(nèi)運動的時間，有效檢測空氣中的揮發(fā)性有機物。在對揮發(fā)性的有機物進行監(jiān)測時，TOFMS技術(shù)能夠在短期內(nèi)完成，監(jiān)測結(jié)果較為準確，監(jiān)測效益得到保障。但是，TOFMS技術(shù)也存在一定的缺陷，即若監(jiān)測過程中出現(xiàn)干擾離子，將難以形成質(zhì)譜圖，監(jiān)測工作難度增大，監(jiān)測結(jié)果準確性受到影響。

3.3 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法，英文簡稱為PTRMS，是近幾年應(yīng)用較為廣泛的監(jiān)測技術(shù)，具有靈敏度較高，監(jiān)測時間較短等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中。PTRMS對揮發(fā)性有機物監(jiān)測時，主要是將其進行電離，形成單一離子后，質(zhì)譜能夠?qū)ζ溥M行快速識別。當(dāng)然，該種監(jiān)測技術(shù)也存在一定缺陷，即僅能利用核質(zhì)區(qū)別離子，對于同分異構(gòu)體的有機分子，該種方式很難將其區(qū)別開來。

4 空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測的注意事項

在對空氣中的揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時，為保障監(jiān)測結(jié)果的準確性，工作人員應(yīng)注意以下問題，為空氣污染的控制提供有效依據(jù)。

4.1 環(huán)境監(jiān)測問題

在對環(huán)境中的VOCs進行監(jiān)測時，極易出現(xiàn)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)和書面數(shù)據(jù)不符現(xiàn)象。異常數(shù)據(jù)的存在，使空氣中的VOCs難以準確反映，影響了后續(xù)環(huán)境的治理。對此，在環(huán)境監(jiān)測過程中，應(yīng)重視數(shù)據(jù)異常問題，提高檢測數(shù)據(jù)的準確性。

4.2 有機物采樣誤差

在對VOCs進行監(jiān)測時，有機物的采樣非常重要，直接影響著后續(xù)監(jiān)測的準確性與代表性[4]。然而，在采樣過程中，也會出現(xiàn)誤差。采樣誤差主要表現(xiàn)在以下幾方面：廢氣采樣素質(zhì)不高，沒有根據(jù)標準落實彎頭位置、變徑位置等;采樣過程中風(fēng)速不準確，直接影響風(fēng)量計算的準確度，影響測定量的排放濃度，增大測定值和實際值間的偏差;水質(zhì)監(jiān)測中，若污口存在斷面，所監(jiān)測的有機物濃度將偏高，監(jiān)測數(shù)據(jù)無法精準反映VOCs的實際情況。另外，若在樣品運輸與儲存中出現(xiàn)問題，也會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差。對此，應(yīng)嚴格重視VOCs的采樣，并落實樣品的存儲與運輸工作，避免交叉污染現(xiàn)象發(fā)生，提高監(jiān)測結(jié)果的科學(xué)性。

4.3 數(shù)據(jù)不符問題

在對空氣中的VOCs進行監(jiān)測時，工作人員應(yīng)對實際數(shù)據(jù)與監(jiān)測數(shù)據(jù)間的誤差進行邏輯判斷，以此分析數(shù)據(jù)是否存在異常。在對不同行業(yè)、不同區(qū)域、不同環(huán)境的空氣進行監(jiān)測時，工作人員應(yīng)做到心中有數(shù)，若監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)間的差距較大，應(yīng)仔細甄選，深入分析，及時尋找影響因素并解決，保障數(shù)據(jù)監(jiān)測的準確性。

5 總結(jié)

隨著環(huán)境問題的日益凸顯，國家越發(fā)重視污染問題，尤其是空氣污染問題，推動了VOCs監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展，為環(huán)境的改善提供保障。文章探討了氣相色譜質(zhì)譜法、飛行時間質(zhì)譜分析法、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法三種監(jiān)測技術(shù)，并就監(jiān)測過程中存在的問題展開探討，以期為各位同行借鑒，提高VOCs監(jiān)測結(jié)果的準確度，為環(huán)境改善作貢獻。

參考文獻

[1]周丹.空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)分析[J].科技視界，2016（17）：219-219.

[2]黃振，梁勝文，胡柯，等.空氣中揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)運維及質(zhì)控問題探討[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2017（s1）：282-285.

[3]楊煥明.空氣中揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測技術(shù)研究進展[J].綠色環(huán)保建材，2016（2）：127-127.

[4]李柏志.環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)研究進展[J].黑龍江環(huán)境通報，2018（1）：21.

收稿日期：2019-03-05

作者簡介：付星（1986-），男，蒙古族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向為空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)。