黃海威
(新豐縣環(huán)境監(jiān)測站,廣東 韶關 511100)
大氣中揮發(fā)性有機物主要以兩種形態(tài)存在,一種是揮發(fā)性的有機物,一種是半揮發(fā)性的有機物。這兩種揮發(fā)性有機物都會對人體產(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,加強對揮發(fā)性有機物的監(jiān)測力度是十分必要的,只有對其進行有效的處理,才能更好地實現(xiàn)保護環(huán)境和保障人們的身體健康。
揮發(fā)性有機物,英文簡稱VOCs,其是指當氣壓在101.32 kPa時,如果化合物的沸點在50—250 ℃之間,這就是揮發(fā)性有機物。其主要存在于工業(yè)廢氣、汽車尾氣以及光化學煙霧中,而且這些有機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,從而進行有針對性的治理。
揮發(fā)性有機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,導致汽車尾氣排放量也在不斷增加,這也是揮發(fā)性有機物不斷增長的主要原因。在對大氣進行監(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)性有機物的增加。因此,對大氣中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測已經(jīng)成為大氣環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容[2]。
利用容器對空氣中的揮發(fā)性有機物進行采集有著廣泛的應用,使用的采集容器主要有塑料袋、注射器和罐子,其主要應用于濃度較高的污染源。使用塑料袋進行揮發(fā)性有機物收集的優(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。
在對揮發(fā)性有機物進行檢測過程中,如果需要同時確定其平均濃度和峰值濃度,還要同時對兩者進行分析,就可以使用有動力采樣方法進行樣品的采集。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,而且不只應用于高濃度的揮發(fā)性有機物的采集。如Tenax吸附管廣泛應用于大氣中揮發(fā)性有機物的采集,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。
被動式采樣法適用于室內(nèi)大氣中揮發(fā)性有機物的監(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,采樣人員要結合實際的采樣環(huán)境,謹慎選擇被動式采樣。
利用氣相色譜法對揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時,可以準確的測量出大氣中其含量。氣相色譜法在應用過程中主要分為兩個階段進行監(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)性有機物保留下來。在對樣品進行監(jiān)測時,增加吸附管的溫度從而使揮發(fā)性有機物逐漸解析,進入到氣相色譜儀器中,然后再利用氣象色譜儀對揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測[3]。
氣相色譜法在實際應用過程中需要耗費大量的時間,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雜,在監(jiān)測過程中還需要用到很多的化學藥品和試劑,因此應用氣象色譜法的成本較高。
近幾年,隨著科學技術的快速發(fā)展,更加先進的監(jiān)測技術也得到了廣泛的應用,其中在線氣相色譜監(jiān)測技術在揮發(fā)性有機物的監(jiān)測中應用越來越廣泛,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
在使用在線氣相色譜監(jiān)測技術時,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。當空氣進入到預縮管內(nèi),其可以直接進入到分離柱里,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)的運動時間,從而準確的監(jiān)測出大氣中的揮發(fā)性有機物。在使用TOFMS技術對大氣中的揮發(fā)性有機物進行監(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)測結果的準確性,大大提高了揮發(fā)性有機物的監(jiān)測效率。但是,TOFMS技術在應用過程中也有一定的局限性,該技術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)移反應質(zhì)譜法
質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應質(zhì)譜法(PTR-MS),在對大氣中揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時主要是利用電離和流動模型。該技術具有靈敏度高、監(jiān)測效率快、監(jiān)測結構清晰度高等優(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技術還可以對汽車尾氣進行精準的監(jiān)測,因此,在汽車尾氣監(jiān)測方面擁有廣泛的應用。
為了保證監(jiān)測大氣中揮發(fā)性有機物的準確性,同時,也為環(huán)境保護提供有效的依據(jù),監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中需要注意以下問題。
在對大氣中的揮發(fā)性有機物進行監(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,這導致監(jiān)測結果不能準確的反應出大氣中揮發(fā)性有機物的含量和種類,從而影響了對大氣環(huán)境的治理。因此,在對大氣中揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時,要重視監(jiān)測數(shù)據(jù)異?,F(xiàn)象,以提高監(jiān)測結果的準確性[5]。
在對揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時,采集到的有機物樣本非常重要,其直接關乎監(jiān)測結果的準確性以及代表性。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,如果風速測算不夠準確,就會影響對風量的計算,進而會對揮發(fā)性有機物濃度的監(jiān)測產(chǎn)生一定的影響,使監(jiān)測結果與實際情況出現(xiàn)偏差。另外,在運輸和儲存過程中也會對樣品產(chǎn)生一定的影響,從而導致監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。因此,要重視揮發(fā)性有機物在監(jiān)測過程中的樣品采集工作,并且對樣品進行儲存和運輸時要避免發(fā)生交叉污染,以此來提高監(jiān)測結果的準確性和有效性[6]。
在對大氣中的揮發(fā)性有機物進行監(jiān)測時,監(jiān)測人員應該將監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間的誤差進行分析和判斷,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,應進行仔細、深入的分析,及時找到影響監(jiān)測結果的原因并及時解決,以此確保監(jiān)測結果的準確性。
綜上所述,不同地區(qū)的大氣中揮發(fā)性有機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)境都造成了嚴重危害。因此,需要我們根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,制定出合適的監(jiān)測方案,并選用相應的監(jiān)測技術,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。