試論揮發(fā)性有機(jī)物VOCS監(jiān)測(cè)方法與治理技術(shù)

任子春

摘要：揮發(fā)性有機(jī)物化合物（簡(jiǎn)稱VOCs）是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下飽和蒸汽壓較高、沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。VOCs 特點(diǎn)為成分極為復(fù)雜，量大面廣，排放源分散，監(jiān)測(cè)困難，在管治方面不同于二氧化硫、氮氧化物。揮發(fā)性有機(jī)物已成為導(dǎo)致國(guó)內(nèi)嚴(yán)重霧霾天氣產(chǎn)生的重要因素之一，也時(shí)時(shí)刻刻威脅著人類的身體健康。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物VOCs；監(jiān)測(cè)方法；治理技術(shù)

對(duì)空氣中VOCs 的監(jiān)測(cè)和治理顯得尤為重要。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，VOCs 的污染已經(jīng)成為目前我國(guó)重點(diǎn)城市群和重點(diǎn)區(qū)域大氣復(fù)合污染的重要前體物質(zhì)之一。

一、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs產(chǎn)生的危害

目前，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)周圍的環(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。在目前的環(huán)境中，很多的土壤中VOCs 污染物質(zhì)很難被降解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成持續(xù)的危害。化學(xué)物質(zhì)能夠被土壤吸附，所以VOCs 在經(jīng)過一段時(shí)間之后能夠被緩慢釋放，但是這種釋放的濃度較小，釋放時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)在人體內(nèi)部不斷積累，對(duì)人體的健康造成傷害。

二、揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）的監(jiān)測(cè)分析

1.膜萃取氣相色譜技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要采取膜技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行處理，而且膜技術(shù)處理也已經(jīng)成為多種方式下的首要選擇方式，在進(jìn)行膜萃取的過程中，兩相之間的相互融合是根本不存在的，而且對(duì)于乳液狀的物體可以完全地消除，在此過程中也可以盡量降低溶劑的使用量，所利用的樣品可以連續(xù)的和萃取劑進(jìn)行接觸，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且具有實(shí)時(shí)性的特征。在利用膜萃取氣相色譜技術(shù)時(shí)，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，空的纖維膜中連續(xù)不斷地流過空氣，揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）中的成分在透過膜的過程中是有選擇性的，通過選擇性流入一種惰性氣體——氮?dú)饬鳎@時(shí)揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）在微阱中不斷地被聚集，此時(shí)用電加熱的方式對(duì)其進(jìn)行加熱，這一過程中會(huì)形成具有一定時(shí)間間隔的脈沖，樣品連續(xù)的進(jìn)入其中。樣品通過膜萃取的方式進(jìn)入，但是需要保證一定的時(shí)間，這樣才能使得膜滲透處于一個(gè)穩(wěn)定性比較高的模式，在此基礎(chǔ)上使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2.TDLAS 技術(shù)。在對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，大多數(shù)研究者都將目光聚集到激光光譜技術(shù)的應(yīng)用中，因?yàn)榧す獾墓β氏啾扔谄渌哂懈呙芏?、光子通量大等特征，而且也發(fā)明了多種多樣的激光光譜分析方法，利用最廣泛的則是TDLAS 技術(shù)，因?yàn)檫@一技術(shù)的靈敏度夠高，而且具有良好的選擇性，可以對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的分析和監(jiān)測(cè)。據(jù)分析，TDLAS 技術(shù)可以在1s 的時(shí)間內(nèi)達(dá)到ppm 級(jí)甚至是ppb 級(jí)的監(jiān)測(cè)速度，同時(shí)其監(jiān)測(cè)的靈敏度可以提高或者超過100 倍，甚至TDLAS 技術(shù)可以在高溫、高壓甚至是高腐蝕等環(huán)境條件下進(jìn)行調(diào)試，如果是惡劣條件下對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以選擇TDLAS技術(shù)。

三、治理思路

1.完善相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)。政策標(biāo)準(zhǔn)是揮發(fā)性有機(jī)物治理的基礎(chǔ)，建議加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，加快制訂重點(diǎn)行業(yè)VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)，逐步完善VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)體系，引導(dǎo)重點(diǎn)行業(yè)提高生產(chǎn)技術(shù)和污染控制水平。加快研究制訂VOCs 排放總量管理配套政策，將VOCs 排放是否符合總量控制要求作為環(huán)評(píng)審批的前置條件，對(duì)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)行VOCs 減量替代。加強(qiáng)重點(diǎn)行業(yè)VOCs 排放系數(shù)、核查核算方法及排污收費(fèi)政策研究，逐步制定并實(shí)施VOCs 排污費(fèi)征收及減排扶持政策。鼓勵(lì)企業(yè)選擇第三方環(huán)境服務(wù)公司參與VOCs 污染防治工作，為企業(yè)提供治理方案、排放量申報(bào)以及監(jiān)測(cè)等環(huán)保服務(wù)。VOCs 種類多，范圍廣，成分復(fù)雜，污染嚴(yán)重，但現(xiàn)在縣市級(jí)監(jiān)測(cè)站尚不具備揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)的資質(zhì)和能力。加強(qiáng)對(duì)市縣級(jí)監(jiān)測(cè)站揮發(fā)性有機(jī)物分析設(shè)備的投入力度和人才培養(yǎng)，逐步增加監(jiān)測(cè)能力和提高監(jiān)測(cè)水平。在提高實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析水平的基礎(chǔ)上，要加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)施進(jìn)行深入研究，解決在線監(jiān)測(cè)設(shè)施穩(wěn)定性、價(jià)格等方面的問題，由于揮發(fā)性有機(jī)物的物理化學(xué)特性，揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)設(shè)施的標(biāo)定和比對(duì)工作苦難還較多，建議加快研究和出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法。

2.抓大放小，摸清底數(shù)。目前，泰州醫(yī)藥高新區(qū)內(nèi)有石油化工、生物醫(yī)藥制造、汽車維修、家居制造等產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物的行業(yè)以及許多需要表面處理的機(jī)械加工行業(yè)。建議從重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)入手，開展揮發(fā)性有機(jī)物治理情況調(diào)查，編制排放清單。濱江工業(yè)園區(qū)重點(diǎn)從石化行業(yè)入手，全面推行泄漏檢測(cè)與修復(fù)（LDAR）技術(shù)，對(duì)無(wú)組織排放進(jìn)行全面分析和診斷，醫(yī)藥園區(qū)從制藥行業(yè)的有機(jī)溶劑使用和治理上入手，從源頭管理、過程控制和末端治理方面進(jìn)行分析建檔，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)要從表面涂裝行業(yè)和汽車城4S 店入手，對(duì)緯立資訊、可勝科技等重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行優(yōu)先整治，汽車城30 多家4S 店進(jìn)行排查，摸清底數(shù)，加強(qiáng)烤漆房廢氣的治理。

3. 選擇合適的工藝技術(shù)。由于VOCs 廢氣的復(fù)雜性和單一治理技術(shù)的局限性決定了部分企業(yè)采用單一技術(shù)難以達(dá)到環(huán)境管理要求，利用不同治理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)形成組合工藝得到迅速發(fā)展，企業(yè)在選擇VOCs 治理技術(shù)應(yīng)綜合考慮VOCs 廢氣濃度、廢氣量、廢氣溫度等廢氣性質(zhì)，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等廢氣處理要求、工程投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素。廢氣治理設(shè)施運(yùn)行管理的水平直接關(guān)系到廢氣的達(dá)標(biāo)排放，企業(yè)對(duì)廢氣處理設(shè)施的運(yùn)行與監(jiān)管過程中需重點(diǎn)關(guān)注收集系統(tǒng)的有效性、凈化系統(tǒng)的安全性和凈化系統(tǒng)的可行性，企業(yè)應(yīng)安排有關(guān)機(jī)構(gòu)和專門人員負(fù)責(zé)VOCs 污染控制的相關(guān)工作，定期對(duì)進(jìn)出口廢氣相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，定期更換吸附劑、催化劑或吸收液的，應(yīng)有詳細(xì)的購(gòu)買及更換臺(tái)賬。

綜上所述，由于VOCs 的種類繁多，性質(zhì)各異，排放條件多樣，目前已經(jīng)形成了一系列的VOCs 廢氣實(shí)用治理技術(shù)。首先需要充分了解不同治理技術(shù)的特點(diǎn)及其有效的使用范圍，對(duì)于特定的含VOCs 廢氣的治理，從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行綜合評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)最佳的治理效果。

（作者單位：奧來國(guó)信（北京）檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司）