城市大氣中揮發(fā)性有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展

李佩鏈

【摘要】：通過(guò)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的來(lái)源及危害進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，著重對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】：揮發(fā)性有機(jī)污染物；監(jiān)測(cè)技術(shù)；研究；進(jìn)展

化工原料的大規(guī)模使用，燃料的不完全燃燒等多種因素所產(chǎn)生的大量揮發(fā)性有機(jī)物，造成大氣污染日益嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)難以估量的破壞，對(duì)居民的身心健康帶來(lái)長(zhǎng)久負(fù)面影響。同時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)化合物通常都會(huì)伴隨著光化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)生的二次污染物殺傷力仍不能小覷。如何采用大氣環(huán)境在線監(jiān)測(cè)、定量遙感監(jiān)測(cè)等多種手段，對(duì)大氣污染進(jìn)行有效跟蹤，并反饋相關(guān)部門(mén)及時(shí)做好預(yù)案，從而降低污染指數(shù)，保障居民的正常的生產(chǎn)生活，成為防治大氣污染的重要措施。

1、揮發(fā)性有機(jī)污染物的來(lái)源及危害簡(jiǎn)介

1.1揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）的來(lái)源

揮發(fā)性有機(jī)污染物，是由于揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)人們的健康會(huì)產(chǎn)生危害，因而把這些揮發(fā)性有機(jī)物稱作“揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）”。本文所提到的揮發(fā)性有機(jī)污染物，亦即揮發(fā)性有機(jī)物。關(guān)于對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定義，最為權(quán)威的當(dāng)屬1989年世界衛(wèi)生組織下的定義。該組織指出，揮發(fā)性有機(jī)物的兩個(gè)基本特征：一是熔點(diǎn)低于室溫；二是沸點(diǎn)在50～260℃。VOCs的化合物主要有脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、萜烯、含氧有機(jī)物等其他類，大致有9類。產(chǎn)生這些化合物的行業(yè)涉及制藥工業(yè)、印刷工業(yè)、石油化工、涂料裝飾業(yè)和交通運(yùn)輸以及表面防腐等。其中：脂肪烴這一化合物主要由木制家具和家庭日常用品“貢獻(xiàn)”；芳香烴是由室內(nèi)烹飪、吸煙、燃油燃料和涂料“貢獻(xiàn)”；鹵代烴是由粘合劑“貢獻(xiàn)”；萜烯是由木制家具和膠粘劑“貢獻(xiàn)”；含氧有機(jī)物是由建筑裝飾材料和粘合劑“貢獻(xiàn)”。

1.2揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的危害

根據(jù)目前行業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物危害的研究可知，VOCs的危害主要是表現(xiàn)在有毒、惡臭和破壞大氣臭氧層等兩個(gè)方面。揮發(fā)性有機(jī)污染物帶有毒性，味惡臭，濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)后能對(duì)人的身心健康造成危害。比如：對(duì)人的心、肺、肝等內(nèi)臟有害，會(huì)造成人的記憶力衰退，出現(xiàn)急性和慢性中毒，嚴(yán)重的會(huì)致癌。另外，揮發(fā)性有機(jī)污染物對(duì)臭氧層造成破壞后，會(huì)加大太陽(yáng)紫外線輻射對(duì)人體的危害，同時(shí)引起光化學(xué)煙霧，從而導(dǎo)致大氣呈酸性化，助長(zhǎng)酸雨的發(fā)生。VOCs的危害，必須引起全人類的警惕和防范。

2、揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)方法分析

目前，揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)方法主要有檢測(cè)管法、袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法、便攜式傅里葉變換（FT）紅外光譜儀法、便攜式氣相色譜儀法和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法等幾種主要監(jiān)測(cè)技術(shù)。前面4種是最基本的監(jiān)測(cè)方法，但隨著空氣環(huán)境的惡化，這4種監(jiān)測(cè)方法通常不能滿足監(jiān)測(cè)需要，主要是運(yùn)用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法。

2.1檢測(cè)管法

對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的最原始的監(jiān)測(cè)技術(shù)是檢測(cè)管法。所謂檢測(cè)管法，是指通過(guò)判定被監(jiān)測(cè)氣體通過(guò)某一檢測(cè)管時(shí)，檢測(cè)管上填充的顏色變化情況來(lái)對(duì)被監(jiān)測(cè)氣體進(jìn)行分析。使用檢測(cè)管法時(shí)，檢測(cè)管通常會(huì)被涂滿顏色，并標(biāo)有長(zhǎng)度或刻度標(biāo)尺，以用來(lái)測(cè)定某一有害氣體在空氣中的含量。

該方法的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單、快捷，能夠用來(lái)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物定性和半定量測(cè)試。其劣勢(shì)是在不能確定污染物及其種類未知的情況下，比如有機(jī)污染事故，使用這種方法難以滿足現(xiàn)場(chǎng)定性和定量分析的要求。

2.2袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法

袖珍式有毒害氣體檢測(cè)器法所采用的儀器性能高，其靈敏度也是非常高，并且檢測(cè)范圍廣泛，易于攜帶，能夠用來(lái)測(cè)定VOCs的總量和單項(xiàng)氣體，這是一種快速用來(lái)處理有機(jī)污染事故的有效方法。然而，該監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)那些較復(fù)雜的揮發(fā)性有機(jī)污染物則“束手無(wú)策”，對(duì)這些污染物難以進(jìn)行定性，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的初期防護(hù)、后期處理和去除污染確認(rèn)和恢復(fù)過(guò)程的污染確定等較淺層次的分析工作。

2.3便攜式傅里葉變換（FT）紅外光譜儀法

便攜式傅里葉變換（FT）紅外光譜儀法，也是曾經(jīng)對(duì)VOCs進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)。其基本原理是通過(guò)借助化合物能夠吸收紅外光的特性，并且這種紅外光的吸收量能夠被測(cè)定，加上每種化合物都是以固定的頻率吸收紅外光，這種頻率呈現(xiàn)一定的特征和規(guī)律，從而通過(guò)使用紅外光譜就可以“認(rèn)出”揮發(fā)性有機(jī)污染物。當(dāng)需要進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)時(shí)，通過(guò)使用該技術(shù)能夠?qū)τ卸竞Φ奈粗獨(dú)怏w進(jìn)行定性和半定量分析。

其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在性能強(qiáng)大、處理速度快、便于攜帶和簡(jiǎn)易等方面。其不足是對(duì)于某些頻率相同或相近的多種化合物復(fù)雜氣體，由于存在相互干擾的現(xiàn)象，使用這種技術(shù)會(huì)使監(jiān)測(cè)儀器出現(xiàn)誤差，監(jiān)測(cè)人員也難以進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.4便攜式氣相色譜儀法

處理和防范頻繁發(fā)生的環(huán)境污染事件的問(wèn)題，催生和推動(dòng)了環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，而環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展，則是環(huán)境分析監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新的動(dòng)力。由于人們生活水平的不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求提高，比如被監(jiān)測(cè)氣體的濃度應(yīng)以更低為宜，加上被監(jiān)測(cè)氣體其結(jié)構(gòu)類似的化合物對(duì)環(huán)境有著不同的影響和監(jiān)測(cè)氣體存在的時(shí)間性和空間性問(wèn)題，研究出一種能夠更加適應(yīng)人們環(huán)境監(jiān)測(cè)需要的監(jiān)測(cè)方法，成為對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的客觀要求。

在這種背景下，隨著新型靈敏的廣譜型檢測(cè)器的出現(xiàn)和高效毛細(xì)管柱的廣泛使用，人們通過(guò)借助電子技術(shù)研究出了一種全新的便攜式氣相色譜儀監(jiān)測(cè)技術(shù)。使用便攜式氣相色譜儀法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，優(yōu)點(diǎn)是高性能、靈敏度高、重量輕、體積小、便于攜帶；缺點(diǎn)是僅限于對(duì)已知保留時(shí)間的化合物進(jìn)行分析，不能夠用來(lái)定性判斷揮發(fā)性有機(jī)污染物質(zhì)，不是最佳的污染物定性手段。

2.5氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析法

隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人們?cè)谠械谋O(jiān)測(cè)方法基礎(chǔ)上研究出了一種全新的VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)———?dú)庀嗌V/質(zhì)譜聯(lián)用分析法。該方法能夠用于污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)（快速監(jiān)測(cè)），對(duì)快速分離和鑒別復(fù)雜的混合揮發(fā)性有機(jī)物提供了有效的途徑，能夠進(jìn)行定性監(jiān)測(cè)，同時(shí)完成對(duì)多組份物質(zhì)的定量分析。

結(jié)語(yǔ)

隨著全球?qū)]發(fā)性有機(jī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和要求的日益提高，對(duì)VOCs的監(jiān)測(cè)工作也將帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。監(jiān)測(cè)技術(shù)的確定既要能滿足對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域污染排放和變化特征的識(shí)別，又要兼顧監(jiān)測(cè)地區(qū)的實(shí)際情況，選擇有針對(duì)性和具有可操作性的監(jiān)測(cè)方法，亦可選擇多種方法相結(jié)合。

【參考文獻(xiàn)】：

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