探析環(huán)境檢測(cè)中揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

王玉芝

（山東山川環(huán)保技術(shù)服務(wù)有限公司，山東 臨沂 276000）

1 環(huán)境檢測(cè)概述

1.1 探析環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)也有了更高層次的要求。在傳統(tǒng)方法中，揮發(fā)劑在進(jìn)行定性分析研究、測(cè)定污染物方面起到了重要作用，但是其只能通過(guò)肉眼觀察難以定量得出結(jié)論。揮發(fā)劑可以在一定條件下將污染物轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單化合物，但其性質(zhì)和種類(lèi)比起在傳統(tǒng)方法中的應(yīng)用有很大變化，因此只能用定性分析法來(lái)進(jìn)行判斷[1]。氣相色譜技術(shù)由于它具有操作方便、靈敏度高以及對(duì)被測(cè)物沒(méi)有破壞性等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛使用并取得了很好的效果，針對(duì)一些有毒有害物質(zhì)的特殊性可以用氣相色譜法來(lái)判斷其具體含量及性質(zhì)，但也存在著很多缺點(diǎn)，如需要的樣品量大且重復(fù)性差等問(wèn)題使揮發(fā)劑在檢測(cè)過(guò)程中不能得到充分利用而造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等。

1.2 探析環(huán)境污染的特點(diǎn)

在進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)時(shí)不同顏色、品種以及性質(zhì)的色譜都能夠被測(cè)定。由于有些有機(jī)溶劑可以直接通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，被人體吸收后對(duì)人體健康造成威脅，還有一些有機(jī)物雖然不能直接與空氣接觸分解也沒(méi)有辦法氧化降解[2]，但依然有很明顯的危害性，所以在進(jìn)行揮發(fā)油檢測(cè)時(shí)，要選擇適當(dāng)?shù)姆椒?。由于有些有機(jī)溶劑毒性大，因此對(duì)環(huán)境中的污染氣體具有較強(qiáng)的敏感性。

1.3 環(huán)境污染對(duì)檢測(cè)的影響

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始重視環(huán)境污染問(wèn)題，尤其是一些化工企業(yè)也紛紛加入到揮發(fā)劑檢測(cè)當(dāng)中。雖然檢測(cè)技術(shù)在一定程度上能夠?yàn)槲覀兲峁┯行У膸椭?，但由于各種因素的影響導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)物濃度較低。如果想得到更加準(zhǔn)確、可靠的結(jié)論就需要結(jié)合使用多種方法和手段來(lái)完成對(duì)污染物的分析研究工作，這樣才能確保最終結(jié)果的正確性且符合實(shí)際要求[3]。另外，揮發(fā)劑的使用也需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保它不會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。

1.4 探析環(huán)境檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多國(guó)家都開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)各種不同類(lèi)型的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)。利用這些技術(shù)可以檢測(cè)到一些有毒有機(jī)化合物和重金屬離子等污染物。在檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)要注意環(huán)境因素對(duì)其的影響以及可能導(dǎo)致污染物產(chǎn)生變化的因素，從而進(jìn)行有效判斷和分析處理，同時(shí)還要注意有些化學(xué)物質(zhì)是不能直接被人體吸收的，一旦被人體吸收則需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能完全從體內(nèi)消除或部分清除出來(lái)[4]。揮發(fā)劑在使用時(shí)，其化學(xué)性質(zhì)和理化特性會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。

2 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)方法

2.1 氣相色譜質(zhì)譜法

氣相色譜質(zhì)譜儀可以直接對(duì)各種未知的氣體樣品進(jìn)行定性檢測(cè)、定量分析和數(shù)據(jù)處理，其功能主要是根據(jù)樣品中所含的成分和相對(duì)濃度等進(jìn)行各種測(cè)定計(jì)算和數(shù)據(jù)處理分析，從而得到合理準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。此外，對(duì)樣品特別是一些成分結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的敏感的樣品進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理加工時(shí)，不僅會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力，還會(huì)存在一定的滯后性。當(dāng)我們使用氣相色譜法中的質(zhì)譜法對(duì)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)分析時(shí)，必須盡量減少對(duì)最終檢驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量造成影響的因素。國(guó)外對(duì)氣體的定量分析已有很長(zhǎng)的歷史，也達(dá)到了較好的效果，可以供我們參考和學(xué)習(xí)[5]。大部分揮發(fā)性氣體采用GC-MS方法，通過(guò)GC-MS技術(shù)對(duì)某儲(chǔ)罐中揮發(fā)性氣體進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其對(duì)揮發(fā)性氣體的類(lèi)型及成分的測(cè)定具有較好的效果。但是GC-MS仍存在著許多不足，例如取樣過(guò)程復(fù)雜、運(yùn)輸管理有待改善、樣本存放方式不當(dāng)?shù)葐?wèn)題[6]。

2.2 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法

質(zhì)譜分析方法操作簡(jiǎn)單，所需檢測(cè)時(shí)間較短，適用于大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)。同時(shí)，由于該方法可以提高數(shù)據(jù)的敏感性，從而大大提高了整個(gè)測(cè)試的工作效率，因而得到了廣泛應(yīng)用。其本質(zhì)是將揮發(fā)性有機(jī)物分解為單個(gè)的離子，因此可以很好地鑒別出同分異構(gòu)體中的有機(jī)分子，但對(duì)不同的有機(jī)分子卻很難鑒別出來(lái)。所以，在對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要充分認(rèn)識(shí)其缺點(diǎn)，并從多方面綜合考慮選出最優(yōu)的方法。

2.3 高效液相色譜法

HPLC技術(shù)是隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，具有高壓、高效等優(yōu)點(diǎn)。該方法可以將液相色譜儀和質(zhì)譜聯(lián)用，從而提高數(shù)據(jù)的分析能力，還可以對(duì)復(fù)雜樣品中的痕量組分進(jìn)行鑒別。另外，樣品的結(jié)構(gòu)不會(huì)受到損傷，可以重復(fù)使用，具有很高的靈敏度，可以對(duì)樣品的組成進(jìn)行有效的分析，從而促進(jìn)樣品的液-液、液-固、離子交換、離子對(duì)的分離。此外，HPLC主要是通過(guò)UV、熒光等手段進(jìn)行分析，使樣品的檢測(cè)精度得到進(jìn)一步提升，并為進(jìn)一步改進(jìn)提供依據(jù)。

2.4 利用質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜檢測(cè)揮發(fā)性氣體

PTR-MS也是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的一種揮發(fā)性氣體質(zhì)譜分析技術(shù)。質(zhì)譜技術(shù)在檢測(cè)氣體的精確度和檢測(cè)時(shí)間上都有顯著的優(yōu)越性，PTR技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)-質(zhì)譜研究中的應(yīng)用日益廣泛。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜的基礎(chǔ)是對(duì)不同揮發(fā)性氣體進(jìn)行電離，并將其轉(zhuǎn)化為單一離子。利用質(zhì)譜技術(shù)，可以迅速地鑒別出不同種類(lèi)的揮發(fā)性氣體，有效避免了絕對(duì)值[7]。但是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜并不完全，只有在核質(zhì)比例的基礎(chǔ)上才能鑒別出離子。

3 環(huán)境檢測(cè)理論

3.1 環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的分類(lèi)

環(huán)境檢測(cè)技術(shù)可分為物理分析和化學(xué)分析兩方面。其中包括了揮發(fā)油在大氣中由于溫度、壓力等因素性質(zhì)發(fā)生變化。電催化氧化反應(yīng)主要是通過(guò)對(duì)電極進(jìn)行放電來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所需微量元素的含量進(jìn)行測(cè)定的方法；此外還可以利用有機(jī)錫催化劑與氧氣結(jié)合產(chǎn)生大量氣體作為輔助檢測(cè)劑使用；還有一種化學(xué)試劑——亞硫酸鹽和氯氣也可用作揮發(fā)油分析物質(zhì)，但是其本身毒性較大?；瘜W(xué)分析性檢測(cè)技術(shù)主要是利用電催化和化學(xué)反應(yīng)原理，在一定的溫度、壓力條件下，通過(guò)對(duì)揮發(fā)油中所含化合物進(jìn)行定性分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)[8]。揮發(fā)油的化學(xué)分析性檢測(cè)技術(shù)主要包括了原子熒光法、離子交換反應(yīng)和分子水平電測(cè)等方法。

3.2 環(huán)境檢測(cè)的產(chǎn)生機(jī)理

由于揮發(fā)劑的種類(lèi)和數(shù)量是由環(huán)境溫度、濕度等因素決定的，因此，檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)也要考慮到這些外界條件。首先應(yīng)從大氣污染物濃度來(lái)進(jìn)行分析。當(dāng)室內(nèi)空氣中含有一定量的VOCs后其氣體便呈現(xiàn)出無(wú)色透明現(xiàn)象，而室外大氣中所含物質(zhì)則會(huì)被散發(fā)出來(lái)的VOCs影響而造成誤判；其次由于室內(nèi)溫度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)對(duì)揮發(fā)劑產(chǎn)生影響，所以必須嚴(yán)格控制好這兩種環(huán)境因素：其一，盡量降低室內(nèi)溫度。其二，對(duì)揮發(fā)劑進(jìn)行檢測(cè)，從而使其濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。此外，揮發(fā)劑的種類(lèi)和數(shù)量都會(huì)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以，要盡量選擇一些能與環(huán)境溫度相匹配的產(chǎn)品[9]。

3.3 環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的危害

揮發(fā)性有機(jī)物是一種污染物質(zhì)，本身的毒性較低，但當(dāng)它經(jīng)過(guò)一定處理能夠完全去除時(shí)便會(huì)造成嚴(yán)重后果。目前常用的環(huán)境檢測(cè)方法有有機(jī)溶劑法、原子熒光光譜分析技術(shù)和氣相色譜法等。其中使用最多的是有機(jī)萃取火焰光度計(jì)測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)物。利用熱解離的原理進(jìn)行定性得到揮發(fā)物含量信息，再將其與絕對(duì)濃度轉(zhuǎn)化成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理得出有效化合物成分及分布情況，為揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

3.4 環(huán)境檢測(cè)的相關(guān)概念

環(huán)境檢測(cè)技術(shù)是指對(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。目前我國(guó)環(huán)保部門(mén)在這方面還沒(méi)有明確提出相應(yīng)概念。首先我們需要了解什么樣的材料可以構(gòu)成綠色有機(jī)產(chǎn)品、什么類(lèi)型的材料能夠提升可持續(xù)發(fā)展能力等。其次我們還應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)是否合理可行，包括對(duì)污染物濃度、揮發(fā)物種類(lèi)及其毒性進(jìn)行判斷分析等。我們知道，揮發(fā)油中的揮發(fā)性有機(jī)物復(fù)雜、易變、難降解且易造成二次污染，所以在環(huán)境檢測(cè)過(guò)程中需要使用到多種檢測(cè)方法。首先要確定污染物濃度以及影響其性質(zhì)的因素，其次要判斷是否可以形成有效抑制作用，從而使檢測(cè)結(jié)果更加精確可靠，這些工作都是必須考慮在內(nèi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。最后一點(diǎn)也是最重要的一點(diǎn)，由于揮發(fā)油的組分比較復(fù)雜，所以我們?cè)跈z測(cè)過(guò)程中需要選擇合適的催化劑。

4 探析環(huán)境檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)中的應(yīng)用

4.1 環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。而揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)可以有效地對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于揮發(fā)油中不同種類(lèi)化合物的研究和開(kāi)發(fā)還不夠成熟，沒(méi)有形成規(guī)范化和規(guī)模化，且專(zhuān)業(yè)性不強(qiáng)，需要我們研究探索出更加先進(jìn)可靠的方法來(lái)控制其成分含量及變化趨勢(shì)，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)效益的最大化，這是我國(guó)環(huán)境污染治理面臨的巨大挑戰(zhàn)之一，同時(shí)也是最重要的任務(wù)之一。由于檢測(cè)對(duì)象多為有機(jī)溶劑和有毒污染物等有害物質(zhì)，因此需要探尋更多更加有效的方法來(lái)降低對(duì)環(huán)境造成的危害。另一方面也要加強(qiáng)研究人員之間的協(xié)作，對(duì)于不同種類(lèi)化合物性質(zhì)的差異性進(jìn)行區(qū)分從而制定更為科學(xué)合理的方案，這對(duì)提高我國(guó)揮發(fā)油污染治理水平具有非常重要的意義，所以我們必須重視并加快推進(jìn)這方面技術(shù)。隨著我國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，探尋出更加可靠的檢測(cè)方法是我們首要考慮和解決問(wèn)題。

4.2 探析環(huán)境檢測(cè)中存在的問(wèn)題

探析環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)重要任務(wù)，在實(shí)際工作過(guò)程中，我們可以利用氣相色譜、火焰原子吸收光譜和質(zhì)粒二重測(cè)法來(lái)進(jìn)行分析。其中前者對(duì)樣品進(jìn)行定性研究與定量測(cè)定，后者則主要依靠實(shí)驗(yàn)者的主觀判斷力與客觀數(shù)據(jù)所形成的結(jié)果并加以記錄保存于探析容器中從而得到最后結(jié)論，同時(shí)也能夠借助示蹤技術(shù)進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保要求，為環(huán)境保護(hù)提供參考依據(jù)。我們?cè)谔轿鰮]發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)過(guò)程中，要充分合理利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，同時(shí)也需要政府相關(guān)部門(mén)提供相應(yīng)政策支持。

4.3 在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用對(duì)策

揮發(fā)性檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，需要將揮發(fā)性有機(jī)物作為一個(gè)重要目標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)分析。因?yàn)槲覀円紤]到不同種類(lèi)的污染物質(zhì)對(duì)人體健康所產(chǎn)生的危害，所以在具體操作中應(yīng)充分結(jié)合自身?xiàng)l件選擇正確有效、安全可行、經(jīng)濟(jì)環(huán)保且符合我國(guó)國(guó)情發(fā)展要求的檢測(cè)方法。有機(jī)溶劑的種類(lèi)很多，在實(shí)際應(yīng)用中要按不同的環(huán)境污染類(lèi)型和有毒氣體的濃度來(lái)進(jìn)行選擇，如苯、甲苯等有強(qiáng)烈刺激性氣味的物質(zhì)等。易溶無(wú)機(jī)物質(zhì)會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生一定的干擾，甚至?xí)?duì)人體造成傷害，所以要針對(duì)不同的環(huán)境污染類(lèi)型選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段。揮發(fā)性有機(jī)物種類(lèi)繁多，在實(shí)際操作中應(yīng)結(jié)合自身?xiàng)l件選取適宜的檢測(cè)方式，例如對(duì)于存在不穩(wěn)定有機(jī)物質(zhì)時(shí)最好使用直接光譜法來(lái)分析其毒性和耐久性等問(wèn)題[10]。

揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間較短，在應(yīng)用中還存在許多問(wèn)題，需要不斷去完善。揮發(fā)性有機(jī)溶劑是環(huán)境分析領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于VOCs濃度測(cè)定方法、機(jī)理以及儀器設(shè)備等都沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和行業(yè)要求。另外我國(guó)對(duì)揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行了較為深入的探索與實(shí)驗(yàn)探究，但是由于技術(shù)力量不足導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果存在誤差，同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中還存在很多問(wèn)題需要改進(jìn)提高，比如揮發(fā)物質(zhì)在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性和檢測(cè)靈敏度等問(wèn)題。

5 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)分析應(yīng)注意的問(wèn)題

5.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)問(wèn)題

在對(duì)大氣樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，往往會(huì)受到各種因素的影響，從而使樣品數(shù)據(jù)發(fā)生異常，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響。在一定的條件下，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果存在很大的偏差時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。為有效改善大氣中的VOC含量，檢驗(yàn)人員需要綜合考慮樣品本身和人為因素，采取適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段和相應(yīng)的預(yù)防措施，以提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

5.2 減少有機(jī)物樣本采樣誤差

有機(jī)物取樣誤差是指在取樣過(guò)程中，樣品容易受外部環(huán)境和人為因素的影響，導(dǎo)致樣品在取樣過(guò)程中發(fā)生異常，造成實(shí)驗(yàn)資料與真實(shí)資料之間的巨大差別，并對(duì)最后的樣本分析產(chǎn)生一定的影響。比如在對(duì)廢棄樣品進(jìn)行取樣時(shí)，由于風(fēng)速的原因樣品的濃度會(huì)發(fā)生變化，從而使樣品的最后檢驗(yàn)結(jié)果與實(shí)測(cè)值有較大偏差。所以，要想使樣品的可靠性和科學(xué)性得到進(jìn)一步改善，為下一步工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，就必須嚴(yán)格按照檢測(cè)步驟進(jìn)行樣品檢測(cè)分析工作。

5.3 重視數(shù)據(jù)不符問(wèn)題

在對(duì)大氣中揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于受到各種因素的影響而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的不同。而判斷數(shù)據(jù)的好壞，往往需要有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員對(duì)其進(jìn)行深入分析才能做出正確的判斷。如果數(shù)據(jù)有異常，就需要根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，但不能主觀猜測(cè)，也不能刪除，要及時(shí)上報(bào)，確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)技術(shù)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。隨著社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)程加快，人們生活水平不斷提高，環(huán)保意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)，所以在環(huán)境中釋放揮發(fā)物已經(jīng)成為必然趨勢(shì)之一。而目前我國(guó)大部分地區(qū)都還沒(méi)有達(dá)到完全掌握該技術(shù)的程度，在使用方法方面也存在一些問(wèn)題。另一方面，我國(guó)檢測(cè)人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足、素質(zhì)不高、工作能力不達(dá)標(biāo)、操作過(guò)程不夠熟練等都導(dǎo)致了檢測(cè)工作受到阻礙。因此我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的研究，并將此技術(shù)推廣到實(shí)際的工作中，促使相關(guān)人員對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)有更深一步的了解，不僅提高了工作人員處理問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。