挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术

朱劲松 王刚（山西汾西机电有限公司，山西 太原 030027）

挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术

朱劲松 王刚（山西汾西机电有限公司，山西 太原 030027）

现如今大众关注的热点当属环境污染问题，其不仅仅会对人的身体健康造成影响，还会对人类社会造成间接危害，需要予以重视和关注。在众多环境污染物中，化学性能最强，能够结合其他污染物形成复合性污染的物质就是挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)，随着其排放量的逐年增加，我国的大气污染问题变得日益严重。本文通过对挥发性有机物VOCs的监测方法和治理技术进行分析，希望能够找到合理而又经济的治理方法和效果。

挥发性有机物；监测；治理

根据世界卫生组织，挥发性有机污染物(VOCs)有如下定义：在室温状态下，沸点达到50℃到250℃之间，饱和蒸汽压不低于133.32Pa的化合物，是一种以蒸汽形式存在的有机物。垃圾处理、石油的化工生产、机动车尾气、污水处理都会产生挥发性有机污染物(VOCs)，它普遍存在并包含大量的有害物质，对环境和人类的生存都造成了很大的影响，例如人们会在短时间内有记忆力减退、呕吐、头痛、昏迷等不同的症状，需要对其监测和治理技术进行研究，从而避免其危害性进一步扩大。

1 挥发性有机物VOCs监测方法

1.1 膜萃取气相色谱技术

最近几年，在多种因素的限制下，膜技术成为了挥发性有机物VOCs检测的首要选择，这是因为在进行膜萃取时，避免出现了相间的混合过程，减少形成乳液状的可能性，让溶剂的用量达到最低的损耗，在萃取剂与样品接触的过程中，能够保证检测的有效性[1]。在利用膜萃取气相色谱技术对挥发性有机物VOCs进行检测时，透过纤维膜，VOCs能够与惰性气体进行有效结合，并被吸收和压缩，通过电流加热的模式，形成时间间隔，从而注入装置中。经过一段时间后，膜萃取能够达到恒定的状态，进而可以确保得到准确的结果。

1.2 质子转移反应质谱

由于VOCs具有较高的活性，无论是样品采集，还是进行仪器分析，都存在着一定的困难，采用在线分析的技术手段能够有效避免受到衍生化的困扰，确保得到更加准确的检测结果。作为可以高效率检测大气中挥发性物质的检测方法，质子转移反应质谱具有较高的灵敏度，能够快速进行性能分析，通过在线采样，不需要进行浓缩等操作过程，提高效率。

1.3 吸附剂富集检测法

所谓吸附剂富集检测法，就是指通过对某些固体吸收剂的使用，达到对挥发性有机物VOCs进行吸附浓缩的过程，可以有效结合采样与浓缩这两个过程，具有较好的实用性能。在对气体的污染物浓度进行选择时，主要运用吸附管的方法，得到平均浓度，确保吸附剂的正确选择，对于吸附剂的填充量不能超过19。相对比而言，吸附剂富集检测法具有较低的价格，能够进行重复使用，便于清洗，具有较广泛的采集体积空间，但是对于挥发性较高的化合物，该检测方法不适用。

2 挥发性有机物VOCs治理技术

2.1 冷凝回收技术

所谓冷凝回收技术，主要是运用提高气压或者降温的方法，使得气体状态下的VOCs可以转变为其他形态的物体，之后运用物理性质，在不同温度下，使得VOCs和其他气体进行分离[2]。运用冷凝回收技术的主要弊端在于需要消耗较大的高压和低温的能量，无法对一些中等或者高等挥发性气体进行净化，具有较高的设备成本，但总成本相对其他技术而言，消耗较低；优点在于可以净化浓度和沸点高的气体，通过催化燃烧等辅助的方法，可以表现出更加良好的性能。

2.2 膜基吸收回收技术

所谓膜基吸收技术，就是对中空的纤维微孔膜进行运用，两相在膜的两侧进行流动，膜的表面会阻止两相的接触，避免出现乳化情况。在对挥发性有机物VOCs进行治理时，相对比于其他技术，膜基吸收技术能否得到高效的利用在于吸收剂的选择，其推动力仅仅有低压这一个基本需求，就可以保持界面的稳定性。膜基吸收回收技术具有便捷的操作流程，较高的回收效率，较低的能耗，不会产生二次污染，作为一个连续的过程，可以对有机物进行回收。

2.3 生物氧化技术

所谓生物氧化技术，就是指通过代谢、氧化微生物、消化等一系列过程，分解和讲解有机物的过程，使得有机物最终变为CO2和H2O[3]。具体操作流程如下：将含有挥发性有机物VOCs的气体加入设备中，首先进行加湿操作，其次，引入生物滤床，让气体随着生物滤床进行移动，通过一些综合效应，例如扩散和平流吸入，进入到填料液膜，最后，通过生物膜，能够接触滤料上的生物菌种，进而发生一系列的化学反应，降解挥发性有机物VOCs。采用生物氧化技术对挥发性有机物VOCs进行治理，主要的优势在于具有统一的设备，较低的成本，简单的公益手段；劣势在于时间长，设备的体积大，没有办法加速处理过程，效率低下，无法降解混合的物质，生物的菌种对于温度等外界条件提出较高的要求，较难实现。

3 结语

对于挥发性有机物VOCs的监测而言，要结合膜萃取气相色谱技术、质子转移反应质谱、吸附剂富集监测法三种监测方法的优点，避免监测方法的局限性，伴随着监测原理与技术的进一步完善，将会在监测工作中发挥重大的作用；对于挥发性有机物VOCs的治理技术而言，目前最为常见的技术当属冷凝回收技术，由于具有较低的成本和较高的安全性能使得其具有较大的优势，可以在未来进行推广，也是治理研究的最为主要的方向。

[1]孙众蜻，刘娟，伏晴艳环境空气中VOCs在线监测法与SUMMA罐采样气相色谱—质谱法比对研究.中国环境监测，2009,25(3):23-28.

[2]李悦，邵敏，陆思华.城市大气中挥发性有机化合物监测技术进展[J].中国环境监测，2015,4(31):1-7.

[3]刘泽常，李娜，侯鲁健，济南市环境空气VOCs污染特征及来源识别[J].中国环境监测，2014,30(6):83-88.

朱劲松（1969-），女，山西原平人，本科，1990年毕业于九江船舶工业学校机械制造专业，工程师，研究方向：固废利用及气体分离。