環(huán)境空氣中苯系物監(jiān)測分析及治理方法

黃定威

摘 ? 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的進步，我國的工業(yè)化進程也在不斷推進。工業(yè)化的發(fā)展雖然帶來了很好的經(jīng)濟效益甚至是社會效益，但是同時也帶來了環(huán)境污染等問題，其中苯系物是最常見的污染物之一，對人體健康構(gòu)成極大威脅，因此，對于環(huán)境空氣中苯系物的監(jiān)測和分析具有重要意義，并進一步探究其相應(yīng)的治理方法。

關(guān)鍵詞：空氣 ?苯系物 ?監(jiān)測分析 ?治理方法

中圖分類號：S763.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0142-02

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)的進步，我國的工業(yè)化進程也在不斷推進。工業(yè)化的發(fā)展雖然帶來了很好的經(jīng)濟效益甚至是社會效益，但是同時也帶來了環(huán)境污染等問題，其中苯系物是最常見的污染物之一，對人體健康構(gòu)成了極大威脅，因此，對于環(huán)境空氣中苯系物的監(jiān)測和分析具有重要意義，并進一步探究其相應(yīng)的治理方法。

苯系物是最常見的環(huán)境空氣污染物之一，包括了苯及其衍生物，最常見的有苯、甲苯、二甲苯、異丙苯、乙苯、硝基苯以及苯乙烯等化合物，主要來源有干油漆和各種類型溶劑的揮發(fā)以及建筑材料的釋放，此外汽油的不完全燃燒和以煤為代表的化石燃料燃燒也會排放大量的苯系物。苯系物是最具代表性的揮發(fā)性有機物，毒性很大，而且具有強致痛性，嚴(yán)重危害了人類的健康。苯系物危害人體的傳播途徑較多，能夠通過皮膚、消化道甚至是呼吸道進入人體，會對人體構(gòu)成極大的威脅。其中，苯能夠誘發(fā)白血病等疾病，甲苯、二甲苯等苯系物會對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)造成很大的危害。

因此，基于對環(huán)境空氣中苯系物的監(jiān)測分析，對進一步探究其相應(yīng)的治理方法有重大意義。

1 ?苯系污染物及其來源

1.1 苯系污染物

苯系污染物包含了多種物質(zhì)，指的是一系列的物質(zhì)，最常見的有苯、甲苯、乙苯、苯乙烯以及二甲苯等。在常溫的狀態(tài)下，味甜、油狀、無色透明液體，密度比水小，具有特殊氣味。苯易燃易爆，且易揮發(fā)，無色具有芳香氣味，極易在無察覺的情況下使人中毒，也被人們稱為“芳香殺手”。

1.2 苯系污染物的主要來源

通常苯系污染物常來源于工業(yè)生產(chǎn)，特別是裝飾材料生產(chǎn)的企業(yè)以及辦公用品生產(chǎn)的廠家，因為苯系物具有較好的性能以及溶解性，常用作溶劑進行使用。

苯系污染物的主要來源是油漆、油脂以及樹脂等，尤其是在室內(nèi)裝修的過程中需要使用各種膠、涂料以及防水材料，同時還需要對以上材料進行稀釋和溶解等，這就需要用到苯系物，但是通常不會用純苯而用甲苯和二甲苯進行代替，但是仍不能避免在工程完成之后會有大量的有機物散發(fā)到空氣中。

在空氣中揮發(fā)的有機物中，油漆是苯系物散發(fā)的主要來源，在油漆涂料的添加劑中含有大量的苯系物，很多膠黏劑的生產(chǎn)和使用中也會產(chǎn)生很多的苯系污染物，此外，在家庭的沙發(fā)以及部分家具購買和使用中也會釋放大量苯系物。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，如果使用了稀料和原粉組成的防水材料，裝修完成之后的實際檢測結(jié)果比國家規(guī)定的要高出15倍左右。

2 ?苯系物檢測

2.1 樣品采集

通常苯系物的樣品采集主要有三種方式，主要是直接采樣、被動式采樣和有動力采樣三種類型。最簡單的是直接采樣，操作簡便，實施方便，借助注射器等固定容器來完成，對樣品進行直接采集，此方法主要在濃度較高的位置使用，這也是該方法的局限所在。被動式采樣采集的樣品類型主要有蒸汽態(tài)和氣態(tài)污染物，使用的原理是氣體分子滲透和擴散，采樣過程不需要動力支持也不會產(chǎn)生噪聲，在室內(nèi)空氣和個體接觸的污染物中廣泛采用。最后是動力采樣，動力采樣需要在空氣樣品中添加吸收液和吸附劑等，然后采集目標(biāo)化合物。吸附劑的選擇要遵守吸收效率高、吸附容量大、不干擾目標(biāo)化合物的測定和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等原則。

2.2 樣品預(yù)處理

在樣品采集完成之后，還需要對樣品進行預(yù)處理，這也是很重要的一步。正確的樣品預(yù)處理能夠為進一步研究打好堅實的基礎(chǔ)，樣品預(yù)處理最常用的方法有低溫預(yù)濃縮熱解析法、溶劑解析法和固相微萃取法等。而以上3種方法各有各的特點，其中溶劑解析法需要用解析溶液進行預(yù)處理，但是由于解析溶液的體積往往比分析樣品的體積大，所以該方面的靈敏度不高，所以也會導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。而熱解析法能夠在檢測過程中有效避免溶劑帶來的定性定量干擾，其靈敏度較高，但是也存在一定的缺陷，其樣品的回收率較低，所以該方法不適合重復(fù)分析。固相萃?。⊿olid Phase Extraction）就是一種使用特定的固體吸附劑將樣品中的所需要的目標(biāo)化合物進行吸附，進而能夠得到大量的目標(biāo)化合物。相較于前兩種技術(shù)而言，回收率以及性能的靈敏度都較高。因此選用固相微萃取進行預(yù)處理。

2.3 常用分析方法

在色譜分析中，包括了固定相和流動相，其中氣相色譜是氣體流動相，液相色譜是液體流動相。所以根據(jù)固定相的不同分別采用氣固色譜和氣液色譜，其中氣固色譜的固定相是固體吸附劑，而氣液色譜的固定相是涂有固定液的載體。

氣相色譜法具有效能高、選擇性廣和靈敏度高的優(yōu)勢，所以其使用的范圍相對較廣，分析的速度也更快，在苯系物的分析中較為常用，借助該方法能夠定性和定量分析出異構(gòu)體和多組分的混合物，所以該方法的使用范圍比較普及。此外，較為常用的佳偶皮低溫預(yù)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。

3 ?苯系物的治理方法

苯系物的治理方法有很多，最常見的有吸附法、生物法、吸收法以及高壓脈沖電暈法和光催化氧化法，隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進步，光催化氧化法因為其獨有的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于揮發(fā)性有機物的處理中。

3.1 吸附法

吸附法需要借助凈化劑，從稀溶液中進行提取，能夠分離和富集有用組分和有害組分。吸附凈化法和離子交換法的原則流程差不多，需要進行吸附和解吸兩個過程。在工業(yè)上最常用的吸附劑有活性炭、磺化煤以及天然吸附劑。

在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)活性炭的使用效果最好，其吸附的性能也最好，在使用中活性炭吸附飽和之后，需要用蒸汽來解吸。吸附法的應(yīng)用范圍較廣，這主要也是由于其具有去除效率高、凈化徹底以及能耗較低等優(yōu)勢決定的，且目前吸附法的工藝也相對成熟，更加實用，便于推廣。在苯系物污染物的工程處理過程中，也是采用吸附劑進行重復(fù)的吸附和解吸，來去除空氣中的苯系污染物。

3.2 吸收法

吸收法是對氣體中的一種或者幾種氣體進行去除的方法，這主要是利用液體吸收劑處理完成的。吸收方法主要有物理吸收和化學(xué)吸收，物理吸收主要是氣體在溶液中的溶解，而化學(xué)吸收主要是指氣體與溶液中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的吸收過程。

吸收作用不僅應(yīng)用于氣體污染物的處理，而且在氣體污染物的回收中也廣泛應(yīng)用。隨著吸收法的不斷應(yīng)用和實踐，該方法也越來越成熟，其設(shè)計和操作經(jīng)驗豐富，在空氣污染物的治理中被廣泛采用，而且該方法還能夠?qū)⒖諝庵械奈廴疚镛D(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品。

3.3 生物法

生物法需要借助微生物的生命活動來完成，在苯系物污染物的處理中能夠?qū)⒈较滴镂廴疚镛D(zhuǎn)變成無機物以及細(xì)胞物質(zhì)等。常見的生物法有生物洗滌法、生物滴濾法和生物過濾法等，生物法的原理是生物膜理論，主要包括以下幾個過程：廢氣中的有機物首先與苯系物吸收劑相接觸，溶入吸收劑后溶解進入水中，并在濃度差的推動下擴散到生物膜中，被微生物捕獲和吸收。微生物能夠?qū)⒂袡C污染物利用，經(jīng)過代謝過程和生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無害的化合物。

3.4 光催化氧化法

光催化氧化需要在光照條件下使用催化劑，使得價電子發(fā)生躍遷，然后會產(chǎn)生自由電子——空穴對，經(jīng)過擴散、空間電荷遷移以及誘導(dǎo)，會轉(zhuǎn)移到表面俘獲位置，最終在表面形成自由基，在催化劑的推動下會生成無機物。

隨著光催化氧化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在苯系物污染物的治理中也越來越被重視，該方法不需要其他的化學(xué)助劑，反應(yīng)也比較溫和，具有很好的應(yīng)用前景。

4 ?苯系物檢測及治理的進一步建議

空氣中苯系物污染物的監(jiān)測和治理，是一項艱巨的任務(wù)，需要社會各界的共同努力，并且采用合理處理方法來解決苯系物污染問題。

4.1 建立全國環(huán)境空氣苯系物污染數(shù)據(jù)庫

國外對苯系物的研究已經(jīng)做了很多工作，包括苯系物污染數(shù)據(jù)庫等，但是我國對城市空氣中苯系物的研究還比較晚，還處于起步階段。目前，雖然已經(jīng)開展了一些工作，但主要集中在珠江三角洲、長江三角洲和京津冀等較為發(fā)達的地區(qū)。由于經(jīng)濟發(fā)展和管理體制等問題，大部分地區(qū)環(huán)境自動監(jiān)測儀器相對落后。因此，應(yīng)加強對各城市環(huán)境空氣苯系物污染的研究，比如可以在各地的環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站加入環(huán)境空氣苯系物的自動在線分析儀器，以豐富中國環(huán)境空氣中苯系物污染的數(shù)據(jù)庫。

4.2 大氣復(fù)合污染的控制方法，完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境保護是國家的一項重大政策。而污染源大多來自于企業(yè)，因此國家出臺了相應(yīng)的政策以及企業(yè)排放污染物的標(biāo)準(zhǔn)，供各企業(yè)遵守。中國現(xiàn)行《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學(xué)有害因素》GBZ2.1-2007中規(guī)定生產(chǎn)環(huán)境空氣中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的時間加權(quán)平均容許濃度最大值分別是6mg/m2、50mg/m2、100mg/m2、50mg/m2，短時間接觸容許濃度最大值分別是：10mg/m2、100mg/m2、150mg/m2、100mg/m2。

討論適用于當(dāng)前情況的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，建立和完善建筑裝飾材料的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并建立健全相關(guān)法律和政策。目前，雖然環(huán)境保護法和其他相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)初步完善，但仍有許多制度障礙有待解決。建議從制度角度進一步完善苯系物污染物排放法規(guī)，并嚴(yán)格執(zhí)行。

4.3 應(yīng)從污染源頭上加強控制

例如，大氣中苯系物的主要污染源是機動車尾氣。因此，應(yīng)該加強對機動車輛的相關(guān)政策管理。提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量，采用低污染或無污染的燃料。燃料的成分和特性在發(fā)動機工作中起著重要作用，也對排放污染物的成分有很大影響。

參考文獻

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