挥发性有机物VOCs监测方法及治理研究

唐其文　吴艳

摘要：本文分析了挥发性有机物VOCs对环境产生的危害，详细阐述了挥发性有机物VOCs的监测方法，全面总结了挥发性有机物VOCs的治理技术，旨在为挥发性有机物VOCs的监测和治理提供有效的理论依据，从而采取科学措施对有害物质进行有效治理。

关键词：挥发性有机物VOCs；危害；监测方法；治理技术

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0159-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.094

Abstract： This paper first analyzes the harmful effects of volatile organic compounds （VOCs） on the environment. Then it describes in detail the detection methods of volatile organic compounds （VOCs）. Finally， it comprehensively summarizes the treatment technologies of volatile organic compounds （VOCs）. The purpose is to monitor and control technologies. The role of volatile organic VOCs in work reflects the provision of an effective theoretical basis， so as to take measures to control harmful substances.

Key words： Volatile organic compounds VOCs； Hazards； Monitoring methods； Governance techniques

1 挥发性有机物VOCs对环境产生的危害

目前，在水体中已经检测出2000种VOCs种类，其中有200种会对人体造成伤害。一般在企业的废气、废水排放中可能存在这种物质，对人体生存的环境造成危害。在紫外线的作用下，VOCs中的氮氧化合物和碳氧化合物会产生化学反应，并形成O3，可能会导致大气光化学烟雾事件的发生，对人们的生活健康和植物的生长状况都产生不利的影响[1]。O3是光化学烟雾事件的代表污染物质，在VOCs的作用下，大气中的O3浓度上升，对大气造成危害。另外，大气中形成的二次气溶胶会受到VOCs的参与，这种有害物质为颗粒状，会长期滞留于大气中，能够光线散射，从而降低大气的能见度。挥发性有机物VOCs在进入到人体之后，对眼睛和呼吸道都会产生刺激作用，可能导致皮肤出现过敏症状，导致人体出现头痛、乏力、咽喉痛。严重的甚至可能会产生毒性，导致人体畸形或者致癌，这些对人体的危害都不能被忽视。其次，VOCs还会导致水体的污染，VOCs的熔点和沸点都较低，在水体中一般浓度不会太高，但是这也会对周围的环境产生不利影响，很多VOCs的浓度比检测限低，因此很难被检测到，但是这却对水体环境造成了不良影响，如果人们应用这种水给农作物浇灌，最终会对人体的健康造成危害[2]。

除此之外，VOCs会对土壤造成危害。VOCs在土壤中不容易被发现，这主要是因为土壤是复杂的三相共存体系，土壤中有各种物质的结合，VOCs在土壤中也表现为气、液、固三相之间的吸附平衡状态，在土壤环境中比较隐蔽，不容易被发现。VOCs的挥发性较强，所以VOCs在土壤中污染不會进行到植物中，但会对人体健康造成影响，主要污染的表现形式是经过挥发后的气体被人体直接吸收导致人体的健康受到危害。在目前的环境中，很多的土壤中VOCs污染物质很难被降解，会对环境造成持续的危害。化学物质能够被土壤吸附，所以VOCs在经过一段时间之后能够被缓慢释放，但是这种释放的浓度较小，释放时间较长，会在人体内部不断积累，对人体的健康造成伤害[3]。

2 挥发性有机物VOCs监测方法

2.1 膜萃取气相色谱技术

膜技术是监测挥发性有机物VOCs的首选技术，因为进行膜萃取工作时，容易出现相间的混合时间，可能导致溶剂很难形成乳液状，因此，要利用膜技术降低溶剂的损耗率，保障膜萃取技术检测物质的有效。在膜萃取气相色谱技术的检测中，VOCs能够通过纤维膜和惰性气体实现有效结合，并且被压缩和吸收，利用电流进行加热，在注入装置之间会存在一个时间间隔，保障VOCs能够合适的置入装置中[4]。在一定的时间作用下，膜萃取会呈现恒定的状态，这就为检测结果的准确性提供支撑。

2.2 质子转移反应质谱

VOCs物质具有较高的活性，所以在样品的采集和分析工作中都具有一定的难度，但是利用在线分析技术能够将这种难度降低，减少来自衍生化的困扰，提高检测结果的精准度。因为质子转移反应质谱的灵敏度较高，在较短的时间内能够分析性能，并且在进行监测的过程中，主要是在线采样的工作流程，省略了浓缩等操作流程，节省了大量的时间，提高了工作效率。

2.3 吸附剂富集检测法

固体吸收剂是吸附剂富集检测法中会运用到的物质，利用固体吸收剂吸附浓缩挥发性有机物VOCs，采用这样的形式实现采样和浓缩两个操作流程的结合，实用性较强，也能够提高工作效率。在实际的操作过程中，首先应该利用吸附管选择气体的污染物浓度，然后得到平均浓度，吸附剂的填充量要在19以内，避免吸附剂出现错误。吸附剂富集检测法实施的成本较低，并且比较容易清洗，能够循环使用，避免了资源的浪费。另外，这种方式的采集体积空间较大。但监测方法具有局限性，不适合于浓度较高的挥发性化合物。

3 挥发性有机物VOCs治理技术

3.1 冷凝回收技术

冷凝回收技术指的是在气压或者降温的作用下，使VOCs从气体状态转变为其他形态的物质，然后利用物质的物理性质，在不同的温度环境下，分离VOCs和其他气体。对于浓度和沸点较高的气体，能实现全面净化，利用催化燃烧辅助该技术，能够保障该技术的良好性能。但是这种治理技术具有一定的缺陷，消耗的高压和低温能量较大，净化中等或者是高等挥发性气体的能力较弱，并且购买这种技术设备成本较高。

3.2 膜基吸收回收技术

膜基吸收回收技术运用中空的纤维微孔膜，两相在膜的两侧流动，为了防止乳化现象的出现，两相又会受到膜表面的阻力，阻止两相之间的接触。膜基吸收回收技术的关键点是要选择合适的吸收剂，这也是VOCs治理技术实现高效的关键保障，这项技术对动力的要求比较小，只需要低压一个标准就能实现界面稳定性的维持工作。这项技术的操作流程比较简单，消耗较低的能量，但是能够得到比较高的回收效率，能够实现有机物的回收应用和处理，对环境的污染也比较小，不会有二次污染的情况产生。

3.3 生物氧化技术

生物氧化技术就是通过一系列的生物技术实现有机物的分解和降解，这些生物过程主要有代谢、消化、微生物氧化等过程，VOCs最后会被分解为CO2和水。生物氧化技术的具体操作流程如下：首先在设备中加入VOCs气体，将设备中的气体采取加湿处理。然后，让气体跟随生物滤床而移动，利用平流吸入或者扩散等综合效应，让气体进入到填料液膜中[5]。最后，使用生物膜使气体和滤料上的生物实现接触，在一系列化学反应的作用下，使VOCs实现分解。利用生物氧化技术对有机物进行分解，采取的是统一的设备，应用成本较低，操作流程简便。但是这项技术使用的设备体积较大，不便运输，同时治理VOCs的时间较长，效率比较低。对于混合的物质不能实现降解，并且对外界的环境条件的要求较高，适应性较差。

4 总结

综上所述，VOCs会对环境和人体健康造成不利影響，需要利用这些技术对VOCs进行检测，然后在此基础上采取相应的措施进行整改，可将对环境和人体健康的危害降到最低。

参考文献

[1]杨一鸣，崔积山，童莉等.美国VOCs定义演变历程对我国VOCs环境管控的启示[J].环境科学研究，2017，30（3）：368-379.

[2]董立新，周绪申.一种新型地表水VOC在线监测仪性能的测试分析[J].中国科技成果，2016，17（20）：21-23.

[3]王红丽，景盛翱，王倩等.溶剂使用源有组织排放VOCs监测方法及组成特征[J].环境科学研究，2016，29（10）：1433-1439.

[4]江梅，邹兰，李晓倩等.我国挥发性有机物定义和控制指标的探讨[J].环境科学，2015，（9）：3522-3532.

[5]张明明，叶铖.固定排放源VOCs在线监测系统简论[J].黑龙江科技信息，2016，（14）：86-86.

收稿日期：2018-04-19

作者简介：唐其文（1986-），男，工程师，硕士研究生，研究方向为挥发性有机物监测。