城市大气中挥发性有机污染物监测技术进展

李佩链

【摘要】：通过对挥发性有机污染物的来源及危害进行简要说明，着重对挥发性有机污染物监测技术进行了详细分析。

【关键词】：挥发性有机污染物；监测技术；研究；进展

化工原料的大规模使用，燃料的不完全燃烧等多种因素所产生的大量挥发性有机物，造成大气污染日益严重，对生态环境带来难以估量的破坏，对居民的身心健康带来长久负面影响。同时，挥发性有机化合物通常都会伴随着光化学反应，其产生的二次污染物杀伤力仍不能小觑。如何采用大氣环境在线监测、定量遥感监测等多种手段，对大气污染进行有效跟踪，并反馈相关部门及时做好预案，从而降低污染指数，保障居民的正常的生产生活，成为防治大气污染的重要措施。

1、挥发性有机污染物的来源及危害简介

1.1挥发性有机污染物（VOCs）的来源

挥发性有机污染物，是由于挥发性有机物对人们的健康会产生危害，因而把这些挥发性有机物称作“挥发性有机污染物（VOCs）”。本文所提到的挥发性有机污染物，亦即挥发性有机物。关于对挥发性有机物的定义，最为权威的当属1989年世界卫生组织下的定义。该组织指出，挥发性有机物的两个基本特征：一是熔点低于室温；二是沸点在50～260℃。VOCs的化合物主要有脂肪烃、芳香烃、卤代烃、萜烯、含氧有机物等其他类，大致有9类。产生这些化合物的行业涉及制药工业、印刷工业、石油化工、涂料装饰业和交通运输以及表面防腐等。其中：脂肪烃这一化合物主要由木制家具和家庭日常用品“贡献”；芳香烃是由室内烹饪、吸烟、燃油燃料和涂料“贡献”；卤代烃是由粘合剂“贡献”；萜烯是由木制家具和胶粘剂“贡献”；含氧有机物是由建筑装饰材料和粘合剂“贡献”。

1.2挥发性有机物（VOCs）的危害

根据目前行业界和学术界对挥发性有机物危害的研究可知，VOCs的危害主要是表现在有毒、恶臭和破坏大气臭氧层等两个方面。挥发性有机污染物带有毒性，味恶臭，浓度超过标准后能对人的身心健康造成危害。比如：对人的心、肺、肝等内脏有害，会造成人的记忆力衰退，出现急性和慢性中毒，严重的会致癌。另外，挥发性有机污染物对臭氧层造成破坏后，会加大太阳紫外线辐射对人体的危害，同时引起光化学烟雾，从而导致大气呈酸性化，助长酸雨的发生。VOCs的危害，必须引起全人类的警惕和防范。

2、挥发性有机污染物的监测方法分析

目前，挥发性有机污染物的监测方法主要有检测管法、袖珍式有毒害气体检测器法、便携式傅里叶变换（FT）红外光谱仪法、便携式气相色谱仪法和气相色谱/质谱联用分析法等几种主要监测技术。前面4种是最基本的监测方法，但随着空气环境的恶化，这4种监测方法通常不能满足监测需要，主要是运用气相色谱/质谱联用分析法。

2.1检测管法

对挥发性有机污染物进行监测的最原始的监测技术是检测管法。所谓检测管法，是指通过判定被监测气体通过某一检测管时，检测管上填充的颜色变化情况来对被监测气体进行分析。使用检测管法时，检测管通常会被涂满颜色，并标有长度或刻度标尺，以用来测定某一有害气体在空气中的含量。

该方法的优势是操作简单、快捷，能够用来对挥发性有机污染物定性和半定量测试。其劣势是在不能确定污染物及其种类未知的情况下，比如有机污染事故，使用这种方法难以满足现场定性和定量分析的要求。

2.2袖珍式有毒害气体检测器法

袖珍式有毒害气体检测器法所采用的仪器性能高，其灵敏度也是非常高，并且检测范围广泛，易于携带，能够用来测定VOCs的总量和单项气体，这是一种快速用来处理有机污染事故的有效方法。然而，该监测技术对那些较复杂的挥发性有机污染物则“束手无策”，对这些污染物难以进行定性，只能进行简单的初期防护、后期处理和去除污染确认和恢复过程的污染确定等较浅层次的分析工作。

2.3便携式傅里叶变换（FT）红外光谱仪法

便携式傅里叶变换（FT）红外光谱仪法，也是曾经对VOCs进行监测的一种监测技术。其基本原理是通过借助化合物能够吸收红外光的特性，并且这种红外光的吸收量能够被测定，加上每种化合物都是以固定的频率吸收红外光，这种频率呈现一定的特征和规律，从而通过使用红外光谱就可以“认出”挥发性有机污染物。当需要进行应急监测时，通过使用该技术能够对有毒害的未知气体进行定性和半定量分析。

其优点体现在性能强大、处理速度快、便于携带和简易等方面。其不足是对于某些频率相同或相近的多种化合物复杂气体，由于存在相互干扰的现象，使用这种技术会使监测仪器出现误差，监测人员也难以进行校准。

2.4便携式气相色谱仪法

处理和防范频繁发生的环境污染事件的问题，催生和推动了环境科学的发展，而环境科学的出现和发展，则是环境分析监测技术不断发展和创新的动力。由于人们生活水平的不断发展和对环境监测技术的要求提高，比如被监测气体的浓度应以更低为宜，加上被监测气体其结构类似的化合物对环境有着不同的影响和监测气体存在的时间性和空间性问题，研究出一种能够更加适应人们环境监测需要的监测方法，成为对挥发性有机污染物进行监测的客观要求。

在这种背景下，随着新型灵敏的广谱型检测器的出现和高效毛细管柱的广泛使用，人们通过借助电子技术研究出了一种全新的便携式气相色谱仪监测技术。使用便携式气相色谱仪法进行监测，优点是高性能、灵敏度高、重量轻、体积小、便于携带；缺点是仅限于对已知保留时间的化合物进行分析，不能够用来定性判断挥发性有机污染物质，不是最佳的污染物定性手段。

2.5气相色谱/质谱联用分析法

随着社会生产技术和经济水平的不断发展，人们在原有的监测方法基础上研究出了一种全新的VOCs监测技术———气相色谱/质谱联用分析法。该方法能够用于污染事故的应急监测（快速监测），对快速分离和鉴别复杂的混合挥发性有机物提供了有效的途径，能够进行定性监测，同时完成对多组份物质的定量分析。

结语

随着全球对挥发性有机污染物排放标准和要求的日益提高，对VOCs的监测工作也将带来更多的挑战。监测技术的确定既要能满足对监测区域污染排放和变化特征的识别，又要兼顾监测地区的实际情况，选择有针对性和具有可操作性的监测方法，亦可选择多种方法相结合。

【参考文献】：

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