环境监测中挥发性有机污染物的检测技术及展望

环境监测中挥发性有机污染物的检测技术及展望

凌玉荣

安徽省马鞍山生态环境监测中心 243011

摘要：随着环境安全越来越受到重视，国家对环境污染物的控制越来越严格。环境水土中的有机污染物种类繁多，含量差异可达数个数量级，因此在检测这些污染物的过程中，经常存在由于水土基质太脏而对目标污染物在仪器端的响应造成影响的问题，使得检出结果不准确、不精确的现象存在。基于此，以下对环境监测中挥发性有机污染物的检测技术及展望进行了探讨，以供参考。

关键词：环境监测；挥发性有机污染物；检测技术及展望

引言

近年来，不断增加的人类活动已经对生态环境造成了巨大的威胁。在所有的环境污染种类中，水污染是全世界都普遍存在的问题。油、染料、重金属离子以及其他有机物是造成水污染的几个主要因素。海洋石油钻探和石油泄漏等严重威胁着海洋的生态系统，纺织业、采矿工程和机械行业的发展也产生了大量染料废液和重金属离子废水，处理难度大。

1环境监测的内涵和意义

近年来，虽然我国经济发展水平有了较大程度的提升，但是资源过度消耗问题也日益凸显，为生态环境带来了较大的负担。在生活中，人们排放大量污染物，导致环境污染严重，环境承载力难以满足社会需求，降低了环境自净力，发生了多种环境污染事故。在这种背景下，越来越多的人员开始重视环境保护，而环境监测是环境保护工作的前提，也是重要部分。在开展环境保护工作前，相关人员需要对环境污染的状况进行了解，这就需要做出监测，即运用先进的监测仪器和手段对环境中存在的污染物进行测定，并掌握污染分布情况、污染浓度以及污染变化趋势情况等，以明确环境污染的整体发展趋势和状况。环境监测技术作为一种监测、分析的重要技术，能够对环境污染状况进行全面评估，并对环境污染浓度进行科学划分，对污染物转化的规律进行了解等，从而能够为相关人员更好地开展环境保护工作提供大量数据支撑。具体来看，环境监测的主要对象为大气环境、土壤环境、水环境等，监测内容较广，在监测过程中，相关人员会对大气、土壤、水等进行取样，然后对样本进行详细分析和调查，明确样本的化学性质、物理性质，并借助仪器对成分、浓度等进行测定，明确污染物数量、种类等，以对环境污染的具体状况进行直观了解，协助相关人员开展环境保护工作。

2挥发性有机物的简述

挥发性有机物在不同的组织当中对其的定义不同：①世界卫生组织将VOCs定义为沸点范围在50—260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过133.32kPa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。②我国北京地方标准DB11/447中将VOCs定义为在20℃条件下蒸汽压大于或等于0.01kPa，或者特定适用条件下具备挥发性的全部有机化合物的统称。一般VOCs组合包括烷烃、烯烃、芳香烃、酮、醇、含氮化合物、含硫化合物等。空气中的VOCs主要来自于工业生产，比如石油化工生产、表面涂装、制药、包装印刷等。VOCs产生的原因主要有燃料不完全燃烧、交通运输工具产生的废气、光化学污染等。其危害主要是，VOCs中的碳氢化合物、氮氧化合物在紫外线作用下会产生臭氧等危害人类健康。臭氧是光化学烟雾代表性污染物，VOCs是造成大气臭氧浓度上升，形成区域性光化学烟雾、酸雨和雾霾复合污染的重要原因之一；VOCs参与大气中二次气溶胶形成，形成的二次气溶胶多为细颗粒，不易沉降，能较长时间滞留于大气中，对光线散射力较强，从而显著降低大气能见度。

3挥发性有机污染物的主要检测技术

3.1试管检测法

试管检测法是检测技术中一项常规且应用范围最广的技术，主要是利用试管中专门的化学试剂，通过化学试剂与空气中的挥发性有机污染物进行直接接触，从而产生化学反应直接反映在试管中。通过颜色的变化从而判断空气中有无污染源。这种方式最大的优势在于其在具体应用上操作更加简单且价格较为低廉，劣势是在检测过程中会难以判断污染物的多样性。因为一种试剂只能判断一种污染物，应用上不够方便，还需要随身携带和操作化学药品，在操作技术上不够安全，同时在定量分析上也有一定的难度。

3.2气相色谱法

利用气相色谱法对挥发性有机物进行监测时，可以准确的测量出大气中其含量。气相色谱法在应用过程中主要分为两个阶段进行监测，分别是样品采集阶段和样品监测阶段。在对样品进行采集时，主要利用吸附管来收集一些空气，而吸附剂可以把空气中的挥发性有机物保留下来。在对样品进行监测时，增加吸附管的温度从而使挥发性有机物逐渐解析，进入到气相色谱仪器中，然后再利用气象色谱仪对挥发性有机物进行监测。气相色谱法在实际应用过程中需要耗费大量的时间，具有滞后性。另外，气象色谱法可使用的范围有一定的局限性，样品采集阶段也较复杂，在监测过程中还需要用到很多的化学药品和试剂，因此应用气象色谱法的成本较高。

3.3便携式傅里叶变换红外线光谱仪

便携式傅里叶变化红外线光谱仪主要是利用挥发性有机污染物对于红外光线具有不同吸收程度的特点，实现对挥发性有机污染物的检测。在应用中需要对红外光的透光性进行检测，从而检测空气中所囊括的污染物，以此识别有机污染物，实现环境监测的目的。便携式独立叶变换红外线光谱仪的优势在于识别度很高，且操作较为简便，设备上携带也比较方便，但其劣势体现在空气中会存在多种污染物，还会给红外光产生干扰，因此检测结果并不精确，同时在污染物成分的识别上也存在较大的缺陷。

3.4在线气相色谱监测技术

在使用在线气相色谱监测技术时，不需要使用吸附管来采集监测样品，而是通过环路或者浓缩罐使空气在微压力的状态下注入到试管中，从而完成监测样本的收集。在预浓缩管中的样本，经过短时间的温度提升，可大大提高样本的脱附操作效率。当空气进入到预缩管内，其可以直接进入到分离柱里，由于分离柱中是含有双色谱的，所以，空气分离的效率也大幅度提高，并且还可以根据不同沸点的差异性对气体进行分离处理。

3.5直接采样

该采样方法是利用聚合物容器、剥离容器、不锈钢采样罐来捕捉空气中的VOCs。在这种方法中，使用的聚合物容器非常便宜并且也很方便，但所采集的样品不易保存，容易遭到污染而导致测定准确性不佳。需要注意的是：玻璃容器也有缺陷，主要是易碎，清洗难，样品成分会吸附于容器内壁而导致出现损失，影响测定结果。而利用不锈钢采样罐是源自于美国EPA的标准采样方法，目前，国内标准也明确要求使用不锈钢采样罐。该方法是利用特殊罐体进行采样，罐体上安装微孔过滤采样头，有阀门、流速控制阀、加压泵等配套，加压泵主要用于加压采样模式。

结束语

针对挥发性有机污染物，目前检测技术呈现出多样化的趋势，但总体上来说各有利弊，在具体应用上需要多加联用，从而达到精确的检测效果。为此技术人员除了巩固目前所应用的检测技术还需要开发更加高效和适用范围较广的技术，为后续的治理提供更加广泛的前提。空气治理以及环境保护需要全社会共同努力与参与，在全社会内形成污染防治的理念，发挥全社会的力量，从而将污染问题从源头上予以解决。

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