化工企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)初探

張福全+王奉虎+徐國棟

摘 要：化工企業(yè)作為重大環(huán)境風(fēng)險源行業(yè)，一旦發(fā)生企業(yè)人員操作失誤或未按規(guī)定貯存、運(yùn)輸原料及產(chǎn)品，很可能導(dǎo)致危化品泄漏、火災(zāi)及爆炸等突發(fā)環(huán)境事件。從當(dāng)前的情況來看，對應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)的要求越來越高，不僅要做到快速定性分析，還要開展定量、半定量分析，為環(huán)境管理部門妥善處理處置事故提供科學(xué)依據(jù)。為此，本文結(jié)合了當(dāng)前常用的三種現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)，分析了其在化工企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件中的應(yīng)用效果，希望能夠?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測工作提供一些理論上的參考和建議。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；突發(fā)環(huán)境事件；應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.240

0 引言

突發(fā)環(huán)境事件指的是由某些社會活動、經(jīng)濟(jì)活動或行為所導(dǎo)致的不可抗拒災(zāi)害，導(dǎo)致地下水、土壤、大氣、環(huán)境等受到嚴(yán)重污染及破壞的惡性事件。突發(fā)環(huán)境事件具有突發(fā)性、高危害性和持續(xù)性的特點(diǎn)[1]，若沒有開展有效的應(yīng)急措施，可能導(dǎo)致污染范圍不斷擴(kuò)大，進(jìn)而威脅群眾身體健康。當(dāng)前，突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)主要包括光譜法、色譜及質(zhì)譜法、電化學(xué)分析法三個類型，為進(jìn)一步分析其在應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用效果，本文深入分析了三種方法在化工企業(yè)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的內(nèi)容和作用，具體如下。

1 光譜法

光譜法指的是通過污染物的特定光譜來明確其包含的化學(xué)物質(zhì)及含量比例，具有迅速、靈敏的特點(diǎn)，當(dāng)前，以光譜法為基礎(chǔ)的便攜式應(yīng)急監(jiān)測儀器的應(yīng)用最為廣泛，幾乎覆蓋了化工企業(yè)各個類型的環(huán)境介質(zhì)。光譜法主要包括紫外及可見分光光度法、紅外光譜法等。

1.1 紫外及可見分光光度法

常用于化工企業(yè)水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測，化工企業(yè)的水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測項(xiàng)目主要包括化學(xué)需氧量、氨氮、硫化物、磷酸鹽及銅、鐵、鎳、總鉻、六價鉻等污染物，這些物質(zhì)分子或原子吸收特定波長光能量，通過比色測定其水樣中各個污染物的成分及比例，具有智能化高、應(yīng)用方便、抗?jié)B性好的特點(diǎn)[2]，但是同時也有著成本高、準(zhǔn)確度不穩(wěn)定、容易產(chǎn)生二次污染等問題。

1.2 紅外光譜法

常用于化工企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件中的有機(jī)物指標(biāo)監(jiān)測，主要指的是紅外光照射有機(jī)物時，有機(jī)物分子吸收與其分子振動、轉(zhuǎn)動頻率相同的紅外光得到相應(yīng)的紅外吸收光譜，進(jìn)而確定污染物內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的檢測手段。便攜式紅外分析儀的特點(diǎn)是，無需特殊處理樣品，檢測過程快速、準(zhǔn)確，后期維護(hù)成本低等，但由于其更偏向于結(jié)構(gòu)分析，導(dǎo)致檢測結(jié)果的靈敏度不高，同時容易受到空氣中水分的影響，穩(wěn)定性較差。

2 色譜及質(zhì)譜法

氣相色譜法是載氣和樣品氣體一同進(jìn)入色譜柱后，樣品氣體中的不同組分先后從色譜柱中流出，經(jīng)過檢測器等儀器后得到不同組分濃度的色譜圖，并可以通過峰高和峰面積兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定量分析。質(zhì)譜法主要鑒別污染物的種類，可對分離后的物質(zhì)進(jìn)行定性分析，一般作為氣相色譜法的補(bǔ)充技術(shù)應(yīng)用。色譜及質(zhì)譜法目前常用的應(yīng)急監(jiān)測儀器有氣相色譜儀、質(zhì)譜儀及氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀等，廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測分析中。

（1）氣相色譜儀。該儀器具有靈活性高、機(jī)動性強(qiáng)的特點(diǎn)。發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件后，氣相色譜儀能夠通過對樣品的定性分析，明確事故的污染源，確認(rèn)責(zé)任者。同時，和常規(guī)儀器相比，氣相色譜儀的數(shù)據(jù)庫較為龐大，可將范圍增加到半定量的標(biāo)準(zhǔn)上，準(zhǔn)確率較高。

（2）質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀主要指的是離子質(zhì)荷比測量的分析方法，其原理是樣品中各組分在離子源中電離，生成帶正電荷的離子，然后在加速電場的作用下，生成離子束，在質(zhì)量分析器中將其聚焦，得到質(zhì)譜圖，完成監(jiān)測分析。質(zhì)譜儀的優(yōu)點(diǎn)在于準(zhǔn)確度高，缺點(diǎn)在于對技術(shù)人員的操作能力和經(jīng)驗(yàn)水平要求較高，容易受其他因素的影響。

（3）氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀將氣相色譜法高效分離能力、高靈敏度和質(zhì)譜法強(qiáng)定性能力的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化組合，彌補(bǔ)了兩種方法存在的不足，對突發(fā)環(huán)境事件的監(jiān)測能力更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更加廣泛。

3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法指的是通過檢測物的電化學(xué)屬性，進(jìn)行測量和表征的分析，其優(yōu)點(diǎn)在于靈敏度高、成本低，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在了突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急監(jiān)測中。電化學(xué)分析法主要包括陽極溶出伏安法、離子選擇電極法等。

3.1 陽極溶出伏安法

該方法主要包括了還原、沉積、氧化、溶出4個步驟，其中，還原和沉積指的是通過陽極溶出伏安儀器的作用，將水溶液中的金屬離子還原并沉積在電極上，氧化及溶出指的是將這些金屬離子氧化及溶出，得出峰電位及峰面積，從而進(jìn)行定性和定量分析。陽極溶出伏安法的特點(diǎn)在于準(zhǔn)確度和靈敏度高、自動化程度高、體積小、費(fèi)用低等。目前，隨著化工企業(yè)污染物種類的不斷增多，針對其金屬指標(biāo)的監(jiān)測需求也日益增大，各陽極溶出伏安法儀器監(jiān)測能力不斷增強(qiáng)，應(yīng)用效果也在不斷地改善。

3.2 離子選擇電極法

該方法指的是根據(jù)膜電勢來測定溶液中的離子活性，得出化學(xué)成分濃度的電化學(xué)性質(zhì)，主要由參比電極、敏感膜、內(nèi)參比液等部分組成。其中，內(nèi)參比液在定性與定量的分析中占據(jù)重要地位，當(dāng)電極與待測離子溶液相互接觸時，敏感膜及內(nèi)參比液中會出現(xiàn)有關(guān)離子活性的膜電勢，這是進(jìn)行監(jiān)測和鑒定的有效依據(jù)之一。

4 其他方法

除了常見的光譜法、色譜及質(zhì)譜法、電化學(xué)分析法三種類型，突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)還包括了光離子化檢測法、拉曼光譜法、離子色譜法等。另外，除了化學(xué)分析方法及儀器以外，還有檢測試紙、檢測管、發(fā)光菌等技術(shù)，這些方法和物品都能對突發(fā)環(huán)境事件進(jìn)行定性定量檢測，可根據(jù)不同化工企業(yè)的類型、原料、產(chǎn)品等及突發(fā)環(huán)境事件的不同性質(zhì)有選擇的使用。

5 結(jié)束語

化工企業(yè)是突發(fā)環(huán)境事件的高發(fā)地，近年來，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對環(huán)境保護(hù)所給予的關(guān)注度也在不斷地提升，這要求在發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件時，環(huán)境監(jiān)測部門要借助一定的方法和儀器，對污染物的種類和性質(zhì)進(jìn)行鑒別和分析，為政府相關(guān)部門采取科學(xué)的處理處置措施提供技術(shù)支持，切實(shí)保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]史綿紅，余晶京，劉靜思等.我國突發(fā)環(huán)境事件現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測儀器技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].化學(xué)通報，2015，05（09）：414-420.

[2]郭小芳，王長征.化工企業(yè)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案的編制及存在問題[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2015，06（12）：39-43.

作者簡介：張福全（1987-），男，山東濟(jì)南人，本科，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。