固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)探討

唐昀翀

（珠海市標(biāo)定檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 珠海 519000）

揮發(fā)性有機(jī)物是大氣中較為常見的一種污染物，在紫外線作用影響下，與大氣產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上生成二次污染物，如臭氧、有機(jī)氣溶膠等，在一定程度上不僅致使光化學(xué)煙霧高頻率發(fā)生，對(duì)城市居民身體健康也帶來一定威脅。如何有效地監(jiān)測(cè)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物以及落實(shí)相應(yīng)監(jiān)測(cè)工作，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

1 揮發(fā)性有機(jī)物的基本內(nèi)容

下面將從國外與國內(nèi)兩個(gè)方面對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析與闡述：

1.1 國外方面

國外針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定義標(biāo)準(zhǔn)分為多個(gè)種類，既有相同點(diǎn)，其側(cè)重點(diǎn)也各不相同，將CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物等物質(zhì)排除在外，能夠與大氣產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物均為揮發(fā)性有機(jī)物。其中世界衛(wèi)生組織則是將低于室溫熔點(diǎn)且高于沸點(diǎn)的物質(zhì)定義為揮發(fā)性有機(jī)物，通過相關(guān)調(diào)研得知，不同國家對(duì)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物的定義標(biāo)準(zhǔn)均有較大差異，但本質(zhì)上仍具有相同點(diǎn)。

1.2 國內(nèi)方面

主要從地方與國家兩個(gè)角度來定義揮發(fā)性有機(jī)物，地方現(xiàn)行《固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB51/2377-2017）中提出，基于293.15 K條件，蒸汽壓未低于或等于10 Pa，或者在某一特定條件下，將CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物等物質(zhì)排除在外，參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物（烷烴、烯烴、炔烴、醛、酮、醇等），即為揮發(fā)性有機(jī)物；國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)則是以低于250 ℃沸點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，或者空氣中所排放除甲烷外的所有有機(jī)化合物以氣態(tài)分子形態(tài)出現(xiàn)，即為揮發(fā)性有機(jī)物[1]。

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，加上環(huán)境保護(hù)相關(guān)舉措的實(shí)施，大氣污染治理逐漸成為現(xiàn)階段環(huán)保工作中主要內(nèi)容，其中針對(duì)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物排放監(jiān)測(cè)越來越受重視。近些年來，國家與地方依次出臺(tái)與頒布了諸多與大氣污染治理和揮發(fā)性有機(jī)污染物排放相關(guān)的政策，以此來進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物排放控制，全面監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)污染物，并落實(shí)與開展相關(guān)監(jiān)測(cè)工作，根據(jù)各個(gè)地區(qū)特點(diǎn)，對(duì)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行了具體規(guī)定，特別是重點(diǎn)地區(qū)與行業(yè)，使其第一時(shí)間掌握揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)實(shí)際情況。相較于國外固定污染源揮發(fā)性監(jiān)測(cè)技術(shù)，國內(nèi)起步較晚，現(xiàn)階段常用實(shí)驗(yàn)室分析儀器、便攜式儀器以及在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器這三種技術(shù)手段，仍需進(jìn)一步完善。國內(nèi)現(xiàn)行固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參考表1。

表1 國內(nèi)現(xiàn)行固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2 目前常見固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1 實(shí)驗(yàn)室分析監(jiān)測(cè)技術(shù)

監(jiān)測(cè)人員將在現(xiàn)場(chǎng)采集完成樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，常用分析儀器主要包括氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、氣相色譜儀以及高效液相色譜儀等，在實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物，其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與采集方法有著密切關(guān)聯(lián)，因此，要求監(jiān)測(cè)人員在采集揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合適的采集方法，使其能夠?qū)]發(fā)性有機(jī)污染物全部采集，并做好運(yùn)輸防護(hù)措施，避免運(yùn)輸過程中的揮發(fā)性有機(jī)污染物出現(xiàn)問題。另外，實(shí)驗(yàn)分析過程中，也要保證各項(xiàng)操作規(guī)范性，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范完成揮發(fā)性有機(jī)污染物分析實(shí)驗(yàn)流程，確保分析儀器將全部揮發(fā)性有機(jī)物徹底檢測(cè)與分析[2]。

2.2 便攜儀器監(jiān)測(cè)技術(shù)

通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)樣品采集完成后，可直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)樣品分析的方法主要包括氣相色譜法、質(zhì)譜法以及光譜法等，并同時(shí)需要各種類型便攜儀器設(shè)備進(jìn)行輔助，如便攜式氣相色譜儀、便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀及便攜式傅里葉紅外光譜儀等。目前我國環(huán)保部新頒布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中添加了其他類型檢測(cè)器（紅外吸收檢測(cè)器、FID檢測(cè)器、PID檢測(cè)器），主要目的是拓展固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)渠道，從多個(gè)層面監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)污染物，為我國改善環(huán)境質(zhì)量提供助力。下面將著重闡述幾種常用類型便攜式儀器的監(jiān)測(cè)方法：

（1）PID檢測(cè)器主要以紫外燈作為介質(zhì)光源，將有機(jī)物與部分無機(jī)物在空氣中電離，但N2、O2、CO2、H2O等空氣中基本元素?zé)o法被電離，基于電場(chǎng)作用，使得電離所產(chǎn)生的電子與帶有正電的離子二者形成電流，此電流相對(duì)微弱，可對(duì)電流強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，以此達(dá)到將該物質(zhì)的實(shí)際含量進(jìn)行反映的目的。

（2）便攜式傅里葉紅外光譜儀。對(duì)紅外光進(jìn)行干擾后，基于傅里葉變換原理，分析現(xiàn)場(chǎng)所采集樣品的定量與定性，有機(jī)物、無機(jī)物、聚合物以及微量樣品等均可使用便攜式傅里葉紅外光譜儀。利用儀器自帶光譜庫，在譜庫中檢索未知樣品光譜，深入剖析混合物樣品，加快樣品檢測(cè)速度。

（3）氣相色譜法在分離與分析有機(jī)化學(xué)中對(duì)易揮發(fā)且不發(fā)生分解的化合物有著明顯的運(yùn)用效果，如分離混合物中各組分與組分相對(duì)含量以及某一特定化合物純度的測(cè)試等。

（4）在借助相關(guān)儀器設(shè)備基礎(chǔ)上，通過運(yùn)用便攜式氣相色譜-質(zhì)譜法，對(duì)固定污染源廢氣直接進(jìn)行采集，同時(shí)并利用便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀采集樣品中所含有的揮發(fā)性有機(jī)物，待氣相色譜分離完成后，再使用質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物與半揮發(fā)性有機(jī)物中運(yùn)用此方法，有著較好的運(yùn)用效果，極大地提升了固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)工作效率。

2.3 在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在監(jiān)測(cè)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)，可通過運(yùn)用GC-FID/PID、GC-MS/FID、FTIR等方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物多組分在線自動(dòng)分析，分析揮發(fā)性有機(jī)物總量常用催化氧化法、色譜法、非分散紅外法等。在線PID和FID檢測(cè)器、在線氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、在線氣相色譜儀以及在線質(zhì)譜儀等是目前較為常見的揮發(fā)性有機(jī)物在線分析儀器，其中針對(duì)已知揮發(fā)性有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)可運(yùn)用在線氣相色譜儀；分析揮發(fā)性有機(jī)物定性與定量可運(yùn)用在線質(zhì)譜儀，但缺點(diǎn)是不能對(duì)異構(gòu)體進(jìn)行有效區(qū)分；由于在線PID和FID檢測(cè)器具有較高靈敏度，監(jiān)測(cè)低濃度氣體、有機(jī)蒸汽可運(yùn)用此類型儀器設(shè)備。從目前揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)用情況來看，雖然為固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)工作提供了便利，但仍有諸多問題待解決，如監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、現(xiàn)有前處理技術(shù)水平未到規(guī)定要求，因此，進(jìn)一步完善揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)儀器功能，是現(xiàn)階段極為緊要的問題[3]。

通過調(diào)研與分析國內(nèi)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，從目前所使用的監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法來看，部分監(jiān)測(cè)技術(shù)手段與方法相對(duì)成熟，其相配套儀器設(shè)備也比較專業(yè)和完善，但在線監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物相關(guān)技術(shù)仍需完善，相較于離線分析，其樣品采集能力較差，揮發(fā)性有機(jī)物定性與定量分析能力有待增強(qiáng)?；诖?，相關(guān)技術(shù)人員可持續(xù)加強(qiáng)此方面技術(shù)研究，完善在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提升在線監(jiān)測(cè)能力，使其更好地滿足固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)各項(xiàng)要求，掌握影響在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)質(zhì)量的各方面因素，靈活運(yùn)用多種監(jiān)測(cè)方法，建立集成性一體化監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，提高固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用水平，為我國大氣污染治理工作高質(zhì)量開展提供助力。

3 結(jié)語

綜上所述，重點(diǎn)加強(qiáng)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)工作落實(shí)，不僅能為我國大氣污染治理工作提供便利，也能為改善空氣質(zhì)量提供有價(jià)值參考依據(jù)。根據(jù)目前固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，結(jié)合國家現(xiàn)行揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，逐步完善相應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法，使其做到從源頭上對(duì)固定污染源的揮發(fā)性有機(jī)物排放加以管控，全面監(jiān)測(cè)固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量得到有效改善。