空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)與應(yīng)用

沈偉

（杭州譜育科技發(fā)展有限公司，浙江 杭州 311300）

在空氣污染中，揮發(fā)性有機物是重要組成環(huán)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)，部分揮發(fā)性有機物在經(jīng)受陽光照射后，會在紫外線作用下和其他物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，甚至衍生其他污染物，最常見的就是甲苯、芳香烴等?；趽]發(fā)性有機物的特點顯著，具備較強滲透性和揮發(fā)性特點，所以人體吸入后，將對身體健康造成嚴重影響。這就更應(yīng)該加強對空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測工作的關(guān)注，在隨時掌握物質(zhì)動態(tài)變化過程中，制定科學應(yīng)對和預(yù)防方案。對此，本文將進一步探究空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)，并闡述技術(shù)的應(yīng)用問題，希望對環(huán)保工作的開展提供科學指導(dǎo)。

一、揮發(fā)性有機物質(zhì)的主要來源與危害性概述

當前空氣中出現(xiàn)的揮發(fā)性有機物主要產(chǎn)生來源在于人為排放和自然排放，且以人為排放居多。在當前社會整體工業(yè)水平飛速發(fā)展過程中，空氣中的有機物類型和含量更是明顯增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，空氣中揮發(fā)性有機物種類高達幾十種，其中毒害物質(zhì)占據(jù)四分之一左右[1]。在我們生活中最常見的污染源就是汽車尾氣，在汽車尾氣中含有大量烴類物質(zhì)，而上下班期間更是汽車尾氣集中排放的高峰期。基于揮發(fā)性物質(zhì)的影響較大，所以一旦被人體吸收，很可能對人體呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)造成直接影響，嚴重威脅了群眾身體健康。部分有機物的出現(xiàn)還可能直接引起人體疾病，部分癌癥的出現(xiàn)就和揮發(fā)性有機物存在密切聯(lián)系?？茖W統(tǒng)計，室內(nèi)環(huán)境下的揮發(fā)性有機物種類多達上百種，其中致癌物高達二十余種，我國呼吸系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，因為呼吸疾病致死患者中，很多患者發(fā)病都與長期室內(nèi)空氣污染相關(guān)[2]。

二、揮發(fā)性有機物采集方法

（一）容器收集法

容器收集法是目前最常見的技術(shù)手段，實踐證明，該方法在濃度較高污染源收集中可發(fā)揮顯著優(yōu)勢。在收集揮發(fā)性有機物期間，主要應(yīng)用的收集容器就是塑料袋、罐子和注射器。塑料袋雖然應(yīng)用起來比較方便，價格便宜，但是在具體使用期間很可能出現(xiàn)樣品污染獲取二次環(huán)境污染。而玻璃容器采樣體積有限，并且玻璃材料有較強易碎性，針筒中很可能吸附樣品氣體，這也會造成一定程度上的樣品損失。因此當前主要應(yīng)用罐取樣方法，這也是目前國內(nèi)外采樣主要應(yīng)用的技術(shù)手段，該技術(shù)方法就是在提前進行真空處理的罐子中進行樣品采集，在富集處理后，借助高效氣象色譜進行樣品定量和定性分析[3]。該技術(shù)方法主要優(yōu)勢在于能直接避免陽光直射，在穩(wěn)定化學的反應(yīng)期間，可以實現(xiàn)樣品完整性的提升，技術(shù)回收率較高，避免因為污染和吸附對技術(shù)應(yīng)用造成負面影響。

（二）有動力采樣

在實際采樣期間不僅需要對揮發(fā)性有機物平均濃度進行掌握，還要對揮發(fā)性有機物的峰值濃度進行測定，在此期間，有動力采樣就能發(fā)揮較為顯著的技術(shù)優(yōu)勢。傳統(tǒng)的采集方法主要是借助活性炭進行吸附采樣，但是此種方法的靈敏性較低，只能進行高濃度揮發(fā)性有機物的檢測。而活性炭吸附外，Tenax 吸附劑也是近年來探索得出的穩(wěn)定性材料，雖然此種吸附劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用在揮發(fā)性物質(zhì)采集中，但是價格成本較高，同時吸附容量并不樂觀。因此在多年技術(shù)探索和探究中發(fā)現(xiàn)活性炭纖維在樣品采集期間作為吸附劑，不僅可以實現(xiàn)吸附容量增加的要求，還存在易解吸優(yōu)勢[4]。

（三）被動式采樣

目前被動式采樣主要應(yīng)用在環(huán)境衛(wèi)生和環(huán)保監(jiān)測中。該技術(shù)方法更適合應(yīng)用在室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測，如果需要進行室外或是大范圍空氣監(jiān)測，則該方法并不適用?；诳諝庵械膿]發(fā)性有機物含量比較集中，因此技術(shù)人員在樣品采集期間需要直接將吸附劑暴露在空氣中，在空氣中揮發(fā)性有機物流動過程中實現(xiàn)吸附劑作用的發(fā)揮。雖然這種方法可以進行對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測，但是對于環(huán)境要求較高，如果空氣流動性較差，那么該方法同樣無法發(fā)揮顯著優(yōu)勢。此外，溫度和濕度等條件同樣會對揮發(fā)性有機物監(jiān)測產(chǎn)生直接影響。雖然當前采集方法逐漸多樣，但是每種方法都存在優(yōu)缺性，這就需要工作人員在技術(shù)應(yīng)用期間嚴格考慮技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，保證技術(shù)手段應(yīng)用合理性的穩(wěn)定發(fā)揮。

三、空氣中揮發(fā)性有機物監(jiān)測方法的具體應(yīng)用

（一）氣相色譜法

在空氣揮發(fā)性有機物監(jiān)測中該方法的應(yīng)用率較高，是對有機物含量進行準確監(jiān)測的重要技術(shù)之一。該技術(shù)主要包含了樣品采集和測定，在樣品采集過程中，借助吸附管完成對樣品的收集，同時在吸附劑作用下，將空氣中的揮發(fā)性有機物進行保留，在及時進行吸附管加熱后，有機物將逐漸在溫度提升下進行分解，在惰性氣體作用下進入毛細管氣象色譜儀中，直接進行成分監(jiān)測和研究[5]。樣品在進樣口中載入氣流，而色譜柱完成分離后，將即時轉(zhuǎn)化為色譜圖，對于工作人員進行數(shù)據(jù)研究和處理有著重要幫助。但是該技術(shù)方法很可能出現(xiàn)監(jiān)測實效性偏差問題，基于樣品預(yù)處理相對繁瑣，需要消耗大量溶液和試劑，監(jiān)測成本較高，對空氣條件穩(wěn)定性要求較高，所以需要完善的內(nèi)容仍然很多。在目前該技術(shù)手段的完善發(fā)展背景下，測定時間已經(jīng)逐漸縮短。

在對氣象色譜儀進行應(yīng)用過程中，很可能會出現(xiàn)基線不穩(wěn)定情況，這也會直接影響檢測結(jié)果，因此工作人員也要對以下問題進行關(guān)注：首先，色譜污染。色譜柱主要是對成分進行分離，是設(shè)備技術(shù)的核心區(qū)域，如果該儀器使用頻率較高，就意味著色譜柱中雜質(zhì)增多，影響了基線穩(wěn)定性。所以工作人員也可以在高溫環(huán)境下進行老化處理，在低流速狀態(tài)下進行溫度恒定的老化處理，在幾小時后色譜儀將恢復(fù)正常工作[6]。其次，載氣不純。色譜儀中需要保證惰性氣體的流動，如果氣體純度受到影響，同樣會對工作的開展造成影響。為切實提升氣體純度，當氣體進入減壓閥后，應(yīng)該及時安裝凈化器，并根據(jù)實際載氣純度進行填充物選擇。當前部分工作人員在處理該工作期間沒有對氣源問題進行關(guān)注，這也是引發(fā)基線不穩(wěn)的主要原因之一。

（二）在線監(jiān)測技術(shù)

和傳統(tǒng)技術(shù)相比，在線監(jiān)測技術(shù)的主要特點就是借助環(huán)路或濃縮管進行樣品導(dǎo)入，樣品氣在微壓環(huán)境下進行導(dǎo)入，之后借助活塞系統(tǒng)影響，短時間內(nèi)進行樣品氣體壓縮處理，直至獲取足量樣品氣。被壓縮的樣品氣體在短時間內(nèi)同樣會被加熱脫離吸附，之后就需要在載氣過程中進行有效分離。在分離期間工作人員可以借助電磁閥對色譜峰高度進行控制，此方法不僅能對分離效率進行提升，還可以實現(xiàn)對不同沸點物質(zhì)的分離[7]。

（三）激光色譜分析

激光色譜技術(shù)是近年來發(fā)展的重要技術(shù)手段之一，適合應(yīng)用在揮發(fā)性有機物監(jiān)測中，目前應(yīng)用的二極管激光光譜分析法，主要就是借助差分吸收特點，減少樣品氣體中雜質(zhì)對監(jiān)測結(jié)果的負面影響。在對該技術(shù)進行研究期間發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的檢測反應(yīng)時間極短，監(jiān)測精度更強，在多種惡劣環(huán)境中仍然可以進行檢測，已經(jīng)實現(xiàn)了應(yīng)用范圍的不斷提升[8]。但是和其他技術(shù)手段相比，該技術(shù)需要應(yīng)用的監(jiān)測成本偏高，所以仍然存在較大創(chuàng)新和探索空間。

結(jié)束語：綜上所述，在當前時代發(fā)展水平全面提升背景下，群眾對空氣中揮發(fā)性有機物質(zhì)監(jiān)測也提出了更為嚴格的要求和標準?；诿糠N技術(shù)手段都存在各自優(yōu)勢和不足，所以工作人員在實際工作中也要針對空氣監(jiān)測要求和實際情況進行技術(shù)調(diào)整和選擇。目前對揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)的研究仍然集中在方法上，怎樣對揮發(fā)性有機物采樣中的揮發(fā)問題進行控制，提升樣品檢測純度是今后監(jiān)測重點，所以技術(shù)人員和工作者更應(yīng)該加強上述問題的探索，在全面提升揮發(fā)性有機物監(jiān)測質(zhì)量和水平基礎(chǔ)上，實現(xiàn)空氣環(huán)境管控中技術(shù)手段的穩(wěn)定發(fā)揮。