空氣中苯系物檢測及治理方法探討

江艾利

摘 要：近年來，由于社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到了很大的提升，帶來的經(jīng)濟效益也在不斷提高，然而工業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境危害也與日俱增。苯系物是苯及其衍生物的總稱，對空氣帶來的污染極大，通?？煞譃楸?、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、氯苯、硝基苯等，大多來自于日常裝修所用的溶劑、油漆、膠粘劑揮發(fā)，建筑材料的釋放以及煤、石油等化石燃料和煙草、木材等有機物不完全燃燒。文章探討如何對空氣中的苯系物進行檢測，以及如何將苯系物有效處理。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣；苯系物；檢測方法

中圖分類號：X502 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0071-02

常溫下，有機化合物苯是有香味的無色液體，易爆、易燃、易揮發(fā)，是芳香烴中結(jié)構(gòu)組成最簡單的。苯的毒性十分高，環(huán)境中苯的濃度如果較高，苯系物會通過呼吸道進入長時間處于該環(huán)境的人體，導致人的神經(jīng)細胞中毒，繼而使血管壁脂肪變性，同時也會使骨髓受到傷害，從而影響造血系統(tǒng)。如果環(huán)境中苯濃度含量為40mg/m3或以上，就很容易造成苯中毒。

1 苯系污染物及其來源

1.1 苯系污染物

人們口中所說的苯俗稱天那水，苯是一個包含多種物質(zhì)的系列物質(zhì)，例如甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯等。常溫狀態(tài)下，苯是一種有甜味，呈油狀、無色的透明液體，相對于水的密度更小，同時散發(fā)特殊氣味。苯易燃、易爆、易揮發(fā)，是一種無色散發(fā)芳香氣味的物質(zhì)，能夠讓人在無法察覺的情況下逐漸中毒，被專家成為“芳香殺手”。

1.2 苯系污染物的主要來源

油漆、油脂、樹脂、橡膠和涂料等，是苯、甲苯和二甲苯等污染物的主要源頭，當前對室內(nèi)進行裝修時，在各種膠、涂料、油漆和防水材料進行稀釋、溶解時，通常都不使用純苯，而是以甲苯、二甲苯作為代替品，在裝修完成后，大量有機化合物通過揮發(fā)散布到空氣中。而對空氣造成苯污染的裝飾材料中[1]，以下幾種具有很高的含量：油漆的揮發(fā)是苯系物的主要來源；油漆涂料的添加劑中具有數(shù)量極大的苯系物；生產(chǎn)中使用的苯含量很高的膠粘劑；部分家庭購買的能夠釋放大量苯物質(zhì)的沙發(fā)。使用的防水涂料如果是用稀料和原粉組成的，在裝修完成后15小時檢測，能夠發(fā)現(xiàn)空氣中苯的含量高出國家規(guī)定濃度14.7倍。

2 苯系物檢測

2.1 樣品采集

對空氣中的苯系物進行采樣時通常由直接采樣、被動式采樣和有動力采樣三種方式進行。直接采樣的操作很簡單，實施起來較為容易，是采用固定容器如注射器和塑料袋等直接采取處于空氣中濃度較高位置的被測組分，但是該方法通常使用在如污染源等濃度十分高的地方；被動式采樣對空氣中蒸汽態(tài)和氣態(tài)污染物利用氣體分子滲透、擴散進行采集，不會產(chǎn)生噪聲，也不需要動力支持，廣泛應用于對室內(nèi)空氣污染和個體接觸量的評價、監(jiān)測；而有動力采樣是讓空氣樣品通過添有吸收液、吸附劑和冷阱捕集的泵采集目標化合物。在選擇吸附劑時，通常以收集效率高、吸附容量大和化學系穩(wěn)定的吸附劑為最佳，例如將活性炭當作吸附劑進行采樣，通常情況下用兩端熔封的玻璃管能使活化后的活性炭保存三個月，采樣后用塑料帽將玻璃管兩端封堵能在干燥器內(nèi)存留一周，使用加熱或者其他方法能夠使吸附劑上的苯系物脫附。

2.2 樣品預處理

在檢測空氣時，對樣品進行預處理是十分重要的一步，對樣品采集完成后，通過預處理能為進一步的研究做好準備措施。通常使用低溫預濃縮熱解析法、溶劑解析法和固相微萃取法等三種方法進行樣品的預處理。這三種方法都有其獨特的特點，例如溶劑解析法，以往的溶劑解析法是借助解析溶液完成預處理[2]，然而解析溶液的體積通常都比分析樣品的體積更大，因而該方法靈敏度不夠高，分析結(jié)果會出現(xiàn)較大的誤差；熱解析法能夠避免在分析樣品時溶劑帶來的定性定量干擾，靈敏度較高，但是樣品的回收率偏低，不能重復進行分析。

2.3 分析方法

固定相和流動相是色譜法中的兩種相，氣相色譜是以氣體作流動相，液相色譜是以液體作流動相。通常由于固定相的不同可以將氣相色譜法分為氣固色譜和氣液色譜，氣固色譜的固定相是固體吸附劑，氣液色譜的固定相是涂有固定液的載體。氣相色譜法中，氣液色譜在工作中使用的次數(shù)更多。

氣相色譜法的特點包含效能高、選擇性廣、靈敏度高、應用范圍大和分析速度快等，是對苯系物進行分析的方法中最為常用的，能夠在分析異構(gòu)體和多組分混合物的定量、定性時發(fā)揮更大的作用[4]，從而使用范圍得到了很大的普及。對苯系物樣品進行分析時，通常是使用低溫預濃縮熱解析氣相色潛法、超臨界流體萃取法、新固相微萃取氣相色譜法、頂空氣相色譜法以及活性炭吸附SO2解析氣相色譜法等。其中活性炭吸附SO2解析氣相色譜法能夠重復的對樣品進行分析，靈敏度相對也很高。

3 苯系物的治理方法

3.1 吸附法

吸附法是借助凈化劑將稀溶液中的有用成分或有害成分分離、提取和富集，類似與離子交換法的實施原理，具體操作過程通常分為吸附和解析。工業(yè)產(chǎn)業(yè)中吸附劑多為活性炭、磺化煤以及沸石、磷灰石、軟錳礦和高嶺土等天然吸附劑。這些吸附劑中，活性炭有最好的吸附性能，在其吸附飽和后能夠通過蒸汽進行解吸，并將吸附質(zhì)回收在苯系物處理的方法中。吸附法有著廣泛的應用范圍，相對于其他方法，吸附法能耗更低、凈化更徹底、工藝更成熟、去除效率更高以及實用價值更高，同時在推廣時更為容易。在控制苯系物的污染工程中，通常都是使用吸附劑對空氣中的苯系物不斷吸附、解吸，從而達到排除空氣污染的目的。

3.2 吸收法

吸收法是在混合氣體中使用液態(tài)吸收劑將其一種或多種氣體去除的方法。在操作過程中，部分氣體發(fā)生在溶液中的溶解物理作用稱為物理吸收，氣液中化學物質(zhì)之間發(fā)生的化學反應稱為化學吸收。在對氣體污染物進行回收、處理時經(jīng)常使用吸收法[5]，例如吸收硫化氫時多以碳酸鈉等堿性溶液進行；用石灰乳液吸收煙氣中的二氧化硫，生成石膏；對硝酸廠尾氣中的氮氧化物使用堿性溶液或稀硝酸吸收，能夠回收重復利用。吸收法對氣態(tài)污染物處理的技術(shù)方法較為成熟，適用性較強，所以在治理空氣污染物方面有著廣泛的應用。該方法不但能將空氣污染物消除，同時還能將污染物變?yōu)橛杏玫奈镔|(zhì)，廣泛應用在處理大氣量、中等濃度的含VOCs廢氣。

3.3 生物法

用微生物的生命活動，將苯系物轉(zhuǎn)為較為簡單的無機物或細胞物質(zhì)的方法，稱為生物法。這種方法通常分為生物滴濾法、生物洗滌法和生物過濾法。生物法是以生物膜理論為基礎(chǔ)原理[6]，在對有機廢氣進行處理時通常以這幾個步驟進行：首先將廢氣中的有機污染物接觸水并溶解在水中；然后將液膜中溶解的有機污染物借助濃度差擴散到生物膜，有利于微生物對污染物的抓捕、吸收；最后是利用微生物的代謝活動，將微生物體內(nèi)的有機污染物分解為能源、營養(yǎng)物質(zhì)，通過生物的化學反應將有機污染物變?yōu)闆]有危害的化合物。

4 結(jié)束語

苯系物的分析檢測任務難度較高，但其意義很大，得到了相關(guān)技術(shù)人員與政府部門工作人員的極度重視。高效的苯系物污染凈化方法對于各個城市空氣污染的解決有著很大的幫助，因此應加強對苯系物污染凈化方法的研究，研制性能高的復合催化劑，并建立空氣中苯系物污染數(shù)據(jù)庫，對植物吸收法進行探討并加大有效植物的栽種、引進，有效地將空氣污染程度降低，使空氣質(zhì)量達到符合人類生存的程度。

參考文獻：

[1]成東艷.室內(nèi)空氣中苯系物污染的危害及防治[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2008（01）：40-41.

[2]楊光麗.空氣中苯系物測定的主要影響因素[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2008（06）：35-36.

[3]魏亞楠，付翠輕，嚴永路，等.空氣中苯系物分析方法比對[J].河北工業(yè)科技，2011（05）：321-323.

[4]龍歡.氣相色譜法檢測空氣中苯系物方法研究[J].遼寧化工，2015（06）：754-756，765.

[5]馬曉鐘，許兵，孫榮斌，等.居室內(nèi)裝修后空氣中苯系物污染狀況檢測分析及治理[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2009（02）：390-391.

[6]黃慧.空氣中苯系物檢測及其污染防治[D].中南民族大學，2013.