揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法及治理研究

李家釗

（佛山中車(chē)四方軌道車(chē)輛有限公司，廣東 佛山 528500）

引言

隨著環(huán)境污染物的逐漸增多，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。在眾多的環(huán)境污染物種，揮發(fā)性有機(jī)物（VolatileOrganicCompounds，VOCs），一方面，因本身的化學(xué)性質(zhì)，如：刺鼻的氣味，可能導(dǎo)致人患上癌癥；濃度過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致中毒甚至死亡。另一方面，VOCs容易與其他污染物結(jié)合生成其他污染物。因此，VOCs造成的污染越來(lái)越引起人們的重視。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局優(yōu)先控制的一百八十七中污染物，三十三種是揮發(fā)性有機(jī)物。中國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委和環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》，規(guī)定了從二零一五年十月一日起，開(kāi)始從石油化工行業(yè)和包裝、印刷行業(yè)收排污費(fèi)。鑒于污染越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)此采取的措施越來(lái)越詳細(xì)，VOCs的監(jiān)測(cè)研究和治理控制也愈發(fā)重要了。

一、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的危害性

目前，在水體中已經(jīng)檢測(cè)出2000種VOCs種類，其中有200種會(huì)對(duì)人體造成傷害。一般在企業(yè)的廢氣、廢水排放中可能存在這種物質(zhì)，對(duì)人體生存的環(huán)境造成危害。在紫外線的作用下，VOCs中的氮氧化合物和碳氧化合物會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并形成O3，可能會(huì)導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧事件的發(fā)生，對(duì)人們的生活健康和植物的生長(zhǎng)狀況都產(chǎn)生不利的影響。O3是光化學(xué)煙霧事件的代表污染物質(zhì)，在VOCs的作用下，大氣中的O3濃度上升，對(duì)大氣造成危害。另外，大氣中形成的二次氣溶膠會(huì)受到VOCs的參與，這種有害物質(zhì)為顆粒狀，會(huì)長(zhǎng)期滯留于大氣中，能夠光線散射，從而降低大氣的能見(jiàn)度。揮發(fā)性有機(jī)物VOCs在進(jìn)入到人體之后，對(duì)眼睛和呼吸道都會(huì)產(chǎn)生刺激作用，可能導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)過(guò)敏癥狀，導(dǎo)致人體出現(xiàn)頭痛、乏力、咽喉痛。嚴(yán)重的甚至可能會(huì)產(chǎn)生毒性，導(dǎo)致人體畸形或者致癌，這些對(duì)人體的危害都不能被忽視。其次，VOCs還會(huì)導(dǎo)致水體的污染，VOCs的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都較低，在水體中一般濃度不會(huì)太高，但是這也會(huì)對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生不利影響，很多VOCs的濃度比檢測(cè)限低，因此很難被檢測(cè)到，但是這卻對(duì)水體環(huán)境造成了不良影響，如果人們應(yīng)用這種水給農(nóng)作物澆灌，最終會(huì)對(duì)人體的健康造成危害。除此之外，VOCs會(huì)對(duì)土壤造成危害。VOCs在土壤中不容易被發(fā)現(xiàn)，這主要是因?yàn)橥寥朗菑?fù)雜的三相共存體系，土壤中有各種物質(zhì)的結(jié)合，VOCs在土壤中也表現(xiàn)為氣、液、固三相之間的吸附平衡狀態(tài)，在土壤環(huán)境中比較隱蔽，不容易被發(fā)現(xiàn)。VOCs的揮發(fā)性較強(qiáng)，所以VOCs在土壤中污染不會(huì)進(jìn)行到植物中，但會(huì)對(duì)人體健康造成影響，主要污染的表現(xiàn)形式是經(jīng)過(guò)揮發(fā)后的氣體被人體直接吸收導(dǎo)致人體的健康受到危害。

二、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法

（一）質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜

因VOCs活性率高，在采集樣品、器具分析等方面，存在一定的難度，采用質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜的方法，可以有效解決這些問(wèn)題。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜方法具體如下：采用自動(dòng)采樣系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)樣，然后進(jìn)入柱子分離。采用此種分析方法具有以下優(yōu)勢(shì)：一方面采用自動(dòng)進(jìn)樣，可以有效防止混亂情況的出現(xiàn)，保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。另一方面，此分析方法不需要有濃縮的過(guò)程，效率高、靈敏度高。

（二）膜萃取氣相色譜技術(shù)

膜技術(shù)是監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的首選技術(shù)，因?yàn)檫M(jìn)行膜萃取工作時(shí)，容易出現(xiàn)相間的混合時(shí)間，可能導(dǎo)致溶劑很難形成乳液狀，因此，要利用膜技術(shù)降低溶劑的損耗率，保障膜萃取技術(shù)檢測(cè)物質(zhì)的有效。在膜萃取氣相色譜技術(shù)的檢測(cè)中，VOCs能夠通過(guò)纖維膜和惰性氣體實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合，并且被壓縮和吸收，利用電流進(jìn)行加熱，在注入裝置之間會(huì)存在一個(gè)時(shí)間間隔，保障VOCs能夠合適的置入裝置中。在一定的時(shí)間作用下，膜萃取會(huì)呈現(xiàn)恒定的狀態(tài)，這就為檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供支撐。

（三）吸附劑富集檢測(cè)法

固體吸收劑是吸附劑富集檢測(cè)法中會(huì)運(yùn)用到的物質(zhì)，利用固體吸收劑吸附濃縮揮發(fā)性有機(jī)物VOCs，采用這樣的形式實(shí)現(xiàn)采樣和濃縮兩個(gè)操作流程的結(jié)合，實(shí)用性較強(qiáng)，也能夠提高工作效率。在實(shí)際的操作過(guò)程中，首先應(yīng)該利用吸附管選擇氣體的污染物濃度，然后得到平均濃度，吸附劑的填充量要在19以內(nèi)，避免吸附劑出現(xiàn)錯(cuò)誤。吸附劑富集檢測(cè)法實(shí)施的成本較低，并且比較容易清洗，能夠循環(huán)使用，避免了資源的浪費(fèi)。另外，這種方式的采集體積空間較大。但監(jiān)測(cè)方法具有局限性，不適合于濃度較高的揮發(fā)性化合物。

三、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs治理技術(shù)

（一）針對(duì)石油化工行業(yè)的VOCs的治理

石油化工行業(yè)作為揮發(fā)性有機(jī)物VOCs氣體的主要污染源之一，在VOCs治理方面，首先，就是要強(qiáng)制石油化工企業(yè)采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)。石油化工企業(yè)要制定嚴(yán)格的排查VOCs污染源的制度體系，如定期與不定期地對(duì)VOCs氣體排污設(shè)備和管線組件進(jìn)行排查，如對(duì)閘門(mén)、壓縮機(jī)設(shè)備的檢修與排查工作。對(duì)于石油化工企業(yè)的廢氣排放情況，嚴(yán)格執(zhí)行不經(jīng)達(dá)標(biāo)禁止排放的法律規(guī)定。對(duì)于石油化工企業(yè)應(yīng)急狀況下的泄放氣體，企業(yè)也必須使泄放氣體充分地燃燒后在排放。對(duì)于石油化工企業(yè)的廢水排放，要嚴(yán)格按照相關(guān)的監(jiān)測(cè)方法實(shí)施監(jiān)測(cè)工作。

（二）針對(duì)裝修、家庭室內(nèi)以及生活方面VOCs的治理

在裝修方面，應(yīng)使用環(huán)保達(dá)標(biāo)的建筑涂料、木器漆和膠粘劑，其目的就是減少有機(jī)溶劑型涂料在裝飾裝修方面的使用率。在家庭室內(nèi)，主要是針對(duì)烹飪環(huán)節(jié)，一方面，要鼓勵(lì)使用管道煤氣、天然氣、電等具有清潔特征的能源；另一方面，就是在飲食方式上要積極倡導(dǎo)低油煙、低污染、低能耗的健康飲食。在生活方面，主要是指服裝干洗行業(yè)，鼓勵(lì)采用的干洗機(jī)是配備壓縮機(jī)制冷溶劑回收封閉式系統(tǒng)的。

（三）針對(duì)包裝印刷行業(yè)的VOCs的治理

針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs在包裝印刷業(yè)的治理工作，首先就是從技術(shù)層面對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的治理。鼓勵(lì)包裝印刷行業(yè)使用環(huán)保達(dá)標(biāo)的材料，如涂料、油墨以及粘膠劑。在印刷工藝上進(jìn)行VOCs的治理，具體體現(xiàn)在鼓勵(lì)使用水性涂料、粉末涂料，就是要使印刷工藝材料符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在印刷品工藝操作上，應(yīng)避免噴涂作業(yè)中無(wú)VOCs凈化的露天操作。在皮制品制造方面，應(yīng)鼓勵(lì)使用環(huán)保型膠粘劑，如水基型、熱熔型等。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，VOCs會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成不利影響，需要利用這些技術(shù)對(duì)VOCs進(jìn)行檢測(cè)，然后在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的措施進(jìn)行整改，可將對(duì)環(huán)境和人體健康的危害降到最低。