关于大气环境中VOC的监测要点探讨

关于大气环境中 VOC的监测要点探讨

隋广春

山东省东营生态环境监测中心 山东东营 257091

摘要：2021年作为“十四五”的开始，国家VOC减排标准势必更加严格，基于此状况下，需对环境空气有害物质开展严苛监测，融合得到的监测结果，应用与之相匹配的防范措施与解决对策，使环境空气获得合理治理及维护。因此，充分掌握VOC监测要点，确保监测结果准确性，显得十分重要。

关键词：大气环境;VOC监测;要点

引言

在现代工业生产中，常常会排放大量的甲醛、乙醇、氨气等VOC副产品，并充当了大气污染领域的主要成分，而严重危害到人体健康[1]。当前，从空气中已经检出一百多种的VOC，并且存在数种关联着癌症的物质。所以，针对VOC进行监测便显得十分重要，以便指导人们有效控制VOC的危害。

1VOCs的概念分析

VOCs的主要成分是臭氧和二次有机粒子(SOA)，它们在反应后形成VOCs。从VOCs的成分来看，他意识到VOCs伤害人体。相关研究表明，VOCs损害了人的大脑、肝脏、神经系统和肾脏，甚至降低了人的记忆，增加了癌症风险。对于VOCs的定义，不同的组织和机构会有不同的定义，并且会根据VOCs的级别而有所不同。据统计，大气环境中大约有600种VOCs。分析发现VOCs活性强，浓度低，容易影响人体健康，损害生态环境。此外，随着VOC浓度的增加，对人类和生态环境的影响将更大。大气中存在的VOCs主要在以下方面影响人类健康:长期处于这种大气环境中，容易诱发急性和慢性疾病；容易导致SBS和nbs；也会引起人类的依赖。

2空气中ＶＯＣ采样方法

2.1固相微萃法

这种采样方法相对较新，且整个操作过程也十分便捷、不必用到有机溶剂，可以集合采集、萃缩、进样工作环节，主要包含萃取头、手柄[3]。其中的关键部位是萃取头，并在表面上存在聚合物。一般的萃取头使用的是聚二甲基硅氧烷（也即PDMS）类型涂层，可良好选择非极性吸附物；涂层是聚丙烯酸酯（业绩PA）的萃取头，则适宜采集另一种极性化合物，一般用来分析研究酚类、有机氯等。其中的涂层厚也关乎着化合物采集效果，100μm下的PDMS适合采集沸点不高、极易挥发类型的非极性化合物；而7μm下的PDMS则适合采集挥发中等、沸点高之类的非极性物质。所以，针对具体的化合物应，要求适当选用萃取头。在进行采样时，需要先推出萃取头，并直接暴露在空气中开始采样；待完成采样工作后，直接收回萃取头便好。然后，向进样口直接插入，进一步推出萃取头，便会热解吸采集过来的有机物，待载气进到毛细管柱便开始测定。

2.2吸附式采样方式

吸附取样主要收集低浓度VOCs并对其进行监测。此外，选择合适的吸附剂非常重要，在选择时应考虑吸附化合物的特性。此外，吸附剂应具有稳定的化学特性和较大的吸附能力，有利于收集更有效的低浓度VOCs样品。VOC吸附剂有两种类型，即碳吸附剂类型和聚合物类型。由于吸附剂对结果有直接影响，因此在选择吸附剂时应遵守以下原则:吸附剂在工作时不能与VOCs进行化学和物理反应，即吸附剂应具有稳定的化学和物理特性；吸附剂的吸附能力尽可能大，可容纳更多的vocs；吸附操作简化；尽量不要改变吸附物的原始体积；选择吸附能力非常强的目标化合物吸附剂。吸附剂只能用来收集一些声音，而不是所有的声音。

2.3罐采样

罐容器采样技术主要采用经过打磨抛光和钝化的不锈钢罐，以Ｓｕｍｍａ罐为代表，具有耐腐蚀性较高、方便对长远距离样品存Ｃ和运输和容器内部稳定性高等特点，能够对大多数ＶＯＣ样本长期保存，且不易与样本发生化学反应，适用于无人操作采样环境和集中分析采集样品需求。另一方面采用罐容器采样对目标的气态物质进行采集，再与气相色谱－质谱联用可准确地定性、定量分析样品中挥发性和半挥发性有机化合物成分，这与其他技术相比是独具优势的。但是罐容器采样技术前期建设成本较高，仪器保养和使用耗费也较大。所以，这种采样技术目前在西方国家比较流行，我国主要还是采用袋装采样技术。

2.4固相微萃取技术

最初由加拿大帕夫林斯基提出，与传统的液液萃取技术相比，固相微萃取技术采用固体吸附剂(如石英纤维)，根据“相溶”的定向原理，采集吸附液和气体样品中要测量的物质成分，并在萃取过程中集中处理分析。该技术操作方便，时间短，适合现场分析，灵敏度高，能够避免二次污染。但是固相微萃取在VOC取样中的应用目前还不十分成熟。

3VOC监测手段

3.1气相色谱质谱法

在监测VOC中，该类监测法十分常用，主要用以定性定量检测未知气体。针对定性定量法而言，国外已经基本发展成熟，研究成果也相当可观，可有效检测到VOC中的组成成分。现阶段，国内深入研究了气相色谱质谱法，并在监测某范围大气VOC中效果甚为理想。在具体的检测中，VOC的整体检测限均为1-10μg/kg[5]。然而，这种监测法也表现出一定程度的缺陷：难以取样，无法优化运输管理，很难藏储；一旦储藏错误，则常常会发生交叉污染，而令空气中VOC检测结果不准。所以，当前的该种检测方式的发展滞后性显著。

3.2气相色谱－质谱联用法（ＧＣ／ＭＳ）

该技术与单屏幕层析相比，在VOC测定的范围内具有较高的灵敏度。质谱原理源于离子电荷(电荷质量比)的差。样品组中不同电荷质量比的正电荷离子电离，在电场加速度作用下形成离子束，然后通过电场和磁场的干扰以不同速度发射色散，最后通过分别聚焦得到相应的质谱。结合吸引气相色谱的原理，结合这两种技术对气相色谱分离的样品进行定量和定性分析。也就是气相色谱-质谱法。

4日常中VOC的处理方式

4.1引风机高处排出法

它是一般公司在装漆、砂磨等应用最多、最简单的方式之一,其低成本、易操作、实际效果显着。但高处排出仅仅环境污染的迁移,并没有真正处理环境污染问题,而离心风机功底尺寸和出风口安装高宽比又直接影响引风机实际效果

4.2消化吸收除气法

因VOC一般都融解于柴油机或200#车用汽油等有机溶液,可以用柴油机或200#车用汽油消化吸收VOC,消化吸收后的有机溶剂可用以然料或油漆稀释剂。这类方式实际操作便捷、低成本,但消化吸收解决后一般还有蒸发气体残留,因有机溶液自身容易挥发,因而不可以使VOC降至零,若遇高温,则消化率更低。

结束语

监测技术人员应采用实时监测方法，改进整个监测活动的实施，避免在监测过程中VOCs的分解。VOCs监测方法的研究有助于技术人员从发展的角度看待环境保护监测技术的进展。因此，人们应加强在线监测技术的理论研究，促进持续优化监测效果。

参考文献

[1]陶路.浅谈大气环境中VOC的监测[A].中国环境科学学会(ChineseSocietyforEnvironmentalSciences).2019中国环境科学学会科学技术年会论文集（第三卷）[C].中国环境科学学会(ChineseSocietyforEnvironmentalSciences):中国环境科学学会,2019:3.

[2]仲晓倩,郑雯倩,赵梦楠.大气环境中挥发性有机化合物VOCs的监测方法探究[J].中国资源综合利用,2019,37(06):137-139.

[3]薛宇浩.大气环境中VOC的监测与迁移转化问题分析[J].科技创新导报,2018,14(35):102-103.

[4]梁阔.浅析大气环境中挥发性有机化合物VOCs的监测方法[J].厦门科技,2018(02):26-30.

[5]梁阔.浅析大气环境中VOC的监测与迁移转化问题[J].科技与创新,2018(12):114.