空气中挥发性有机物监测技术研究

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　　摘要：随着我国工业的高速发展，带来了物质文明的高速发展，但同时也对环境造成了非常大的污染。挥发性有机物对环境造成的污染问题越来越严重，人体如果吸入过量的挥发性气体，就会对人体健康造成非常大的影响，需要认真做好挥发性有机物监测工作。因此，本文对空气中挥发性有机物监测技术进行了研究，希望对促进我国污染治理事业的发展起到积极作用。
　　关键词：空气;挥发性有机物;监测技术
　　中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）12-0-01
　　Abstract：With the rapid development of China's industry，the rapid development of material civilization has been brought about，but at the same time it has caused very large pollution to the environment.The environmental pollution caused by volatile organic compounds is becoming more and more serious.If the human body inhales excessive volatile gases，it will have a great impact on human health，and it is necessary to carefully monitor volatile organic compounds.Therefore，this article studies the monitoring technology of volatile organic compounds in the air，hoping to play a beneficial role in promoting the development of pollution control in China.
　　Key words：Air;Volatile organic compounds;Monitoring technology
　　挥发性有机物污染是空气污染的重要组成部分，很多挥发性有机物在紫外光线的照射下，会与空气当中的其他物质发生化学反应，从而生成新的污染物质，其主要包括笨、甲苯、芳香烃等。挥发性有机物具有挥发性、脂溶性和渗透性的特点，一旦进入到人体之后，就会对人体健康造成非常大的影响，需要认真做好空气当中挥发性有机物的监测工作，及时掌握其动态变化，及时采取针对性的措施[1]。
　　1 挥发性有机物的来源和危害
　　挥发性有机物的主要来源是人为排放和自然排放，随着工业发展速度的不断加快，空气当中各种有机物的成分不断增加，挥发性有机物的种类可以达到60多种，有毒物质可以占到四分之一以上，汽车尾气是其中最为重要的污染源，其主要成分是各种烃类物质，上下班时间是汽车尾气排放的高峰期。各种挥发性物质的危害往往比较大，一旦进入到人体的呼吸系统、消化系统，就会对人体健康造成直接的威胁，部分有机物还会导致人体疾病的产生，很多癌症就和这些污染物有着比较直接的关系。根据相关科学统计显示，室内的挥发性有机物种类高达500多种，其中致癌物质就有20多种，我国由于呼吸系统疾病导致的死者中，很多都和室内空气污染有关。
　　2 空气中挥发性有机物的监测技术
　　2.1 气相色谱法
　　该技术在空气挥发性有机物的监测中比較常用，可以比较准确地测定有机物的含量。主要包括样品的采集和测定，通过样品采集，利用吸附管来收集一定的样品，利用吸附剂的吸附作用，让空气当中的挥发有机物成分留在吸附管当中，然后通过对吸附管的加热，其中的有机物就会慢慢分解，随着惰性气体进入到毛细管气相色谱仪当中，便可进行相关成分的测定。样品通过进样口被扫入载气流，在色谱柱中进行分离之后，就可以转化为色谱图，然后就可以进行相关的数据处理。这种方法的监测实效性偏差，色谱的使用容易受到测定的限制，而且样品的预处理工作相对比较麻烦，需要消耗较多的试剂和溶液，监测的成本也相对较高，测定过程耗时较长，对空气的稳定性要求较高，如果空气流速过快，就会对测定结果造成较大的影响，但随着该技术的不断完善，其测定时间会越来越短[2]。
　　在气相色谱仪实际使用过程中，经常出现基线不稳的情况，对检测结果会造成非常直接的影响，需要我们认真进行应对：（1）色谱柱污染：色谱柱是进行各组分分离的地方，是整个设备的技术核心区域，如果色谱仪使用的频率比较高，很多高沸点的杂质就会吸附在色谱柱中导致基线不稳。为此，我们可以在高温的条件下进行老化，用较低流速在最高测定温度以下30℃进行老化处理，经过老化处理几个小时色谱仪就会恢复正常。（2）载气不纯：色谱仪流动的相是惰性气体，我们经常会使用氮气或者氦气，如果气体不纯，气源中混入较多的水分或者有机质，则会使基线不平，并且伴随有杂峰干扰。为了有效提高气体的纯度，我们可以在气体进入减压阀后，安装净化器，净化器可以是分子筛、变色硅胶或者活性炭，可根据实际载气的纯度来选择填充物。有些人员在处理的过程中，往往忽视气源部分，这也是造成基线不稳的主要原因。（3）电路部分的原因：色谱仪的精度等级往往非常高，如果色谱室内密封不严出现气流或者有静电的产生，就非常容易造成基线的不稳。在出现基线不稳后，首先应确认是不是静电造成的，可以在电脑和仪器之间接一根线，如果基线不稳得以排除，说明是静电的原因造成的。此外，电源电压的波动也会造成基线的不稳，所以应尽量选择稳定的电压源供电。
　　2.2 在线监测技术
　　该测定技术和传统方法相比，不同之处在于其并不是采用吸附管进行吸附的，而是通过环路或者浓缩管来导入样品的，样品气是在微压力之下导入的，然后通过活塞系统的作用，在短时间之内对样品气进行压缩处理，直到得到足量的样品气。被预压缩管吸附的样品气可以在短时间之内被加热脱附，然后使用载气进行有效分离，分离柱采用的是全二维双色谱柱，可以通过控制电磁阀来控制色谱峰的高度，以更进一步提升分离的效率，可以直接根据挥发性物质沸点的不同进行分离。在检测器的选择中，可以选择使用光离子化检测器、热导检测器、火焰离子检测器、脉冲电子俘获检测器等。 　　2.3 TOFMS技术
　　该技术又被称为质谱分析法，是利用质子、电荷比的不同来进行测定的，需要在测定的过程中施加一定强度的电场，并根据不同离子运动距离的不同来进行分析的。电离技术的高速发展让TOFMS技术发展非常迅速，在PTR技术出现之后，让该方法的检测精度得到了更进一步的提升，可以达到ppb级别以下，检测的灵敏度也有了比较大程度的提升，但该方法也存在比较明显的缺点，在检测过程中容易受到干扰离子的影响，从而导致质谱图变得更加复杂，妨碍对监测组分的观察。
　　2.4 PTR-MS技术
　　该技术是利用电离和流动漂浮管模型来对空气样品进行检测的，其测定的灵敏程度更高，且省去了对样品的预处理步骤，避免空气当中其他组分对检测结果的影响。该技术的发展前景非常广阔，且使用范围不断增加。经过大量研究显示，该技术方法在尾气检测当中有着比较成功的应用，很多学者对该技术在室内和室外有机挥发性物质的检测中进行了比较细致的研究。然而该检测方法也存在比较多的缺点，其难以区分同分异构体，检测的灵敏度也不是非常高[3]。
　　2.5 膜萃取气相色谱法
　　该技术的工作原理是利用悬挂于色谱微量进样器针尖的有机物剂液滴来进行萃取。在实际应用过程中，对有机溶剂的使用量较少，一次萃取只需要几毫升，溶剂可以完全进入到气相色谱仪，然后就可以进行后续的测定工作，可有效避免环境二次污染情况的发生，是一种比较有发展前途的技术。在膜萃取的过程中，可有效避免乳化液的产生，并可有效保证检测的连续进行。如果将膜萃取和气相色谱链接起来，气样可以从膜中连续通过，让挥发性有机物在通过膜后，可以直接进入到惰性气体流中，有效保证了进样和测定的连续性。在该技术应用过程中，必须保证样品通入超过一定时间后才可以进行测定，这样才能保證样品的稳定性，该技术的检测灵敏程度较高，可以达到ppb级。
　　2.6 激光光谱分析
　　该技术是最近几年新发展起来的技术，非常适合在挥发有机物监测当中进行应用，当前发展起来的二极管激光光谱分析法，其利用差分吸收的原理，可以有效减少气样中杂质对检测结果的影响，检测反应时间可以保持在秒级，检测精度可以达到ppb，在各种恶劣的环境当中，依然可以开展检测工作，应用范围越来越广，但其检测的费用还是偏高。
　　3 结语
　　随着时代的不断发展，对空气中挥发性有机物质的监测也提出了更高的要求。当前各种监测技术手段非常多，它们都有各自的优势和不足，我们需要根据实际情况，合理进行选择。
　　参考文献
　　[1]刘尚铭.挥发性有机物治理措施现状分析[J].化工管理，2019（16）：22-23.
　　[2]宋宇，马臣.工业源挥发性有机物治理措施分析[J].环境与发展，2019（03）：37-38.
　　[3]孙俊，王鑫，陈曦.简述挥发性有机物污染土壤工程修复技术的研究进展[J].科技创新导报，2012（11）：55-56.
　　收稿日期：2019-10-31
　　作者简介：周玉（1985-），女，汉族，硕士，研究方向为环境大气。
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