大氣中揮發(fā)性有機(jī)物采樣和監(jiān)測方法分析

黃海威

（新豐縣環(huán)境監(jiān)測站，廣東 韶關(guān) 511100）

大氣中揮發(fā)性有機(jī)物主要以兩種形態(tài)存在，一種是揮發(fā)性的有機(jī)物，一種是半揮發(fā)性的有機(jī)物。這兩種揮發(fā)性有機(jī)物都會對人體產(chǎn)生一定的危害，不僅會損害人體的生理組織，還會黏附在人們的衣服和皮膚上。針對這種情況，加強(qiáng)對揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測力度是十分必要的，只有對其進(jìn)行有效的處理，才能更好地實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和保障人們的身體健康。

1 揮發(fā)性有機(jī)物的概述

1.1 揮發(fā)性有機(jī)物的概念

揮發(fā)性有機(jī)物，英文簡稱VOCs，其是指當(dāng)氣壓在101.32 kPa時，如果化合物的沸點在50—250 ℃之間，這就是揮發(fā)性有機(jī)物。其主要存在于工業(yè)廢氣、汽車尾氣以及光化學(xué)煙霧中，而且這些有機(jī)物會對人類的身體健康造成重要的危害[1]。因此，要想降低大氣中揮發(fā)性有機(jī)物對生態(tài)環(huán)境以及人體的危害就需要加大對其的監(jiān)測力度，從而進(jìn)行有針對性的治理。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)物的來源

揮發(fā)性有機(jī)物的主要來源是工業(yè)生產(chǎn)中排放的工業(yè)廢氣，以及汽車排放的大量尾氣。隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的數(shù)量也在不斷增加，導(dǎo)致汽車尾氣排放量也在不斷增加，這也是揮發(fā)性有機(jī)物不斷增長的主要原因。在對大氣進(jìn)行監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)，大氣中含有數(shù)十種揮發(fā)性有機(jī)物，其中苯系物和氯代燼等的含有量占有很大比例。近幾年，以PM2.5為主的霧霾天氣不斷增加，主要原因就是揮發(fā)性有機(jī)物的增加。因此，對大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測已經(jīng)成為大氣環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容[2]。

2 大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的采集方法

2.1 利用容器進(jìn)行采集

利用容器對空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行采集有著廣泛的應(yīng)用，使用的采集容器主要有塑料袋、注射器和罐子，其主要應(yīng)用于濃度較高的污染源。使用塑料袋進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物收集的優(yōu)點是塑料袋價格較低以及操作較為簡便，但塑料袋在采集過程中容易發(fā)生樣品滲透情況，從而導(dǎo)致樣品的質(zhì)量降低。使用注射器采集樣品時，注射器的內(nèi)壁會附著樣品，從而導(dǎo)致對樣品的監(jiān)測造成誤差。同樣，罐子在使用過程中很容易破碎，而玻璃制品很難有很大的體積，并且攜帶也不方便。

2.2 有動力采樣法

在對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測過程中，如果需要同時確定其平均濃度和峰值濃度，還要同時對兩者進(jìn)行分析，就可以使用有動力采樣方法進(jìn)行樣品的采集。有動力采用方法與傳統(tǒng)采集樣品的方法相比具有較高的靈敏度，而且不只應(yīng)用于高濃度的揮發(fā)性有機(jī)物的采集。如Tenax吸附管廣泛應(yīng)用于大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的采集，其具有較高的靈敏度，但Tenax的價格較高，而且吸附容量較低。而利用活性炭進(jìn)行吸附采樣具有價格便宜、吸附容量大等優(yōu)點，但其靈敏度較低。

2.3 被動式采樣法

被動式采樣法適用于室內(nèi)大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測，不適用于較大范圍的樣品采集。室內(nèi)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物較為集中，而且其具有流動性，這樣就可以直接將吸附劑放置在空氣中進(jìn)行吸附采樣。但使用被動式采樣方法采樣時，其對周圍的環(huán)境要求較高，如在采集過程中空氣是否能夠順暢流通、或溫度以及濕度過大都會對被動式采樣造成影響。因此，采樣人員要結(jié)合實際的采樣環(huán)境，謹(jǐn)慎選擇被動式采樣。

3 大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測技術(shù)

3.1 氣相色譜法

利用氣相色譜法對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，可以準(zhǔn)確的測量出大氣中其含量。氣相色譜法在應(yīng)用過程中主要分為兩個階段進(jìn)行監(jiān)測，分別是樣品采集階段和樣品監(jiān)測階段。在對樣品進(jìn)行采集時，主要利用吸附管來收集一些空氣，而吸附劑可以把空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物保留下來。在對樣品進(jìn)行監(jiān)測時，增加吸附管的溫度從而使揮發(fā)性有機(jī)物逐漸解析，進(jìn)入到氣相色譜儀器中，然后再利用氣象色譜儀對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測[3]。

氣相色譜法在實際應(yīng)用過程中需要耗費(fèi)大量的時間，具有滯后性。另外，氣象色譜法可使用的范圍有一定的局限性，樣品采集階段也較復(fù)雜，在監(jiān)測過程中還需要用到很多的化學(xué)藥品和試劑，因此應(yīng)用氣象色譜法的成本較高。

3.2 揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測技術(shù)

近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，更加先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，其中在線氣相色譜監(jiān)測技術(shù)在揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測中應(yīng)用越來越廣泛，大大的提高了監(jiān)測的效率和質(zhì)量。

3.2.1 在線氣相色譜監(jiān)測技術(shù)

在使用在線氣相色譜監(jiān)測技術(shù)時，不需要使用吸附管來采集監(jiān)測樣品，而是通過環(huán)路或者濃縮罐使空氣在微壓力的狀態(tài)下注入到試管中，從而完成監(jiān)測樣本的收集。在預(yù)濃縮管中的樣本，經(jīng)過短時間的溫度提升，可大大提高樣本的脫附操作效率。當(dāng)空氣進(jìn)入到預(yù)縮管內(nèi)，其可以直接進(jìn)入到分離柱里，由于分離柱中是含有雙色譜的，所以，空氣分離的效率也大幅度提高，并且還可以根據(jù)不同沸點的差異性對氣體進(jìn)行分離處理。

3.2.2 飛行時間質(zhì)譜分析

飛行時間質(zhì)譜分析法（TOFMS）主要是通過質(zhì)子和電荷的不同，控制電場，以此來統(tǒng)計離子在電場內(nèi)的運(yùn)動時間，從而準(zhǔn)確的監(jiān)測出大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物。在使用TOFMS技術(shù)對大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，可以在很快的時間內(nèi)完成監(jiān)測，而且還能夠確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，大大提高了揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測效率。但是，TOFMS技術(shù)在應(yīng)用過程中也有一定的局限性，該技術(shù)很容易受到干擾離子的影響，從而使形成的質(zhì)譜圖較為復(fù)雜，這就會在一定程度上增加監(jiān)測人員的工作難度[4]。

3.3.3 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法（PTR-MS），在對大氣中揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時主要是利用電離和流動模型。該技術(shù)具有靈敏度高、監(jiān)測效率快、監(jiān)測結(jié)構(gòu)清晰度高等優(yōu)點，而且在監(jiān)測過程中還能不斷的簡化監(jiān)測樣本的采集過程以及處理過程。PTR-MS技術(shù)還可以對汽車尾氣進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)測，因此，在汽車尾氣監(jiān)測方面擁有廣泛的應(yīng)用。

4 大氣中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測的注意事項

為了保證監(jiān)測大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的準(zhǔn)確性，同時，也為環(huán)境保護(hù)提供有效的依據(jù)，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中需要注意以下問題。

4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在對大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，經(jīng)常會出現(xiàn)實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與書面數(shù)據(jù)不相符的現(xiàn)象，這導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果不能準(zhǔn)確的反應(yīng)出大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的含量和種類，從而影響了對大氣環(huán)境的治理。因此，在對大氣中揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，要重視監(jiān)測數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象，以提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。

4.2 有機(jī)物采樣誤差

在對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，采集到的有機(jī)物樣本非常重要，其直接關(guān)乎監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性以及代表性。但在實際采樣過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)失誤，如采集樣本的質(zhì)量不高等。在采樣過程中，如果風(fēng)速測算不夠準(zhǔn)確，就會影響對風(fēng)量的計算，進(jìn)而會對揮發(fā)性有機(jī)物濃度的監(jiān)測產(chǎn)生一定的影響，使監(jiān)測結(jié)果與實際情況出現(xiàn)偏差。另外，在運(yùn)輸和儲存過程中也會對樣品產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。因此，要重視揮發(fā)性有機(jī)物在監(jiān)測過程中的樣品采集工作，并且對樣品進(jìn)行儲存和運(yùn)輸時要避免發(fā)生交叉污染，以此來提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性[6]。

4.3 數(shù)據(jù)不符問題

在對大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測時，監(jiān)測人員應(yīng)該將監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間的誤差進(jìn)行分析和判斷，以此來判定數(shù)據(jù)是否存在異常，如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間有較大的差異，應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)、深入的分析，及時找到影響監(jiān)測結(jié)果的原因并及時解決，以此確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

綜上所述，不同地區(qū)的大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的含量和種類都不一樣，且隨著工業(yè)廢氣和汽車尾氣排放量的增加，大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的含量也在逐漸升高，同時種類也在不斷增加，這對人們的生活和生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重危害。因此，需要我們根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，制定出合適的監(jiān)測方案，并選用相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)，確保大氣監(jiān)測質(zhì)量的提升，以此為大氣污染治理工作提供更有利的支撐。