大气中挥发性有机物监测技术研究

2021-01-16常伟定西市生态环境局安定分局

环球市场 2021年18期

常伟定西市生态环境局安定分局

近年来，我国日益严峻的生态环境问题给社会经济发展带来严重影响，其中大气污染则深受人民群众的重视与关注。挥发性有机物是大气污染的重要方面，同时也带来了严重的社会影响及危害。目前，环境管理部门已逐步强化大气中挥发性有机物的监测工作，并带来了相关技术的研发与创新。笔者结合自身工作经验，就挥发性有机物监测技术提出个人见解与认知，以期能够为相关领域从业者提供必要的参考和帮助。

一、挥发性有机物概述

挥发性有机物是指在常温环境下，非典介于50~260℃的各种有机化合物，在我国一般多指非甲烷碳氢化合物、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物及含硫有机化合物等几大类。从源头来看，挥发性有机物的产生主要分为自然原因和人为原因两大类，其中人为原因是造成其危害的主要因素，包含了化工、制药及汽车尾气排放等方面。从危害角度来看，挥发性有机物的大量产生也会给人们生产生活带来诸多不利的影响，一方面，挥发性有机物在光化学作用下生成臭氧、二次有机气溶胶等物质，进而在增加臭氧含量的同时带来全球温室效应。另一方面，大气中挥发性有机物的增加，还会对人体带来十分严重的影响，例如一些挥发性卤代烃对人体神经、肝脏、血液等产生毒害，而长此以往还会诱发癌症。现阶段，政府部门及环保机构均对挥发性有机物的监测工作给予了高度关注，并促进了该领域技术水平的发展与创新。

二、大气中挥发性有机物的监测技术

（一）在线监测技术

现阶段，挥发性有机物已成为空气环境质量监测的重要组成部分，并在人口相对集中的地区以推动了相关监测工作的开展。在线监测技术是近年来环境监测工作现代化发展的产物，其特点便是在室外对空气中挥发性有机物进行实时监测，从而提高相关监测工作的质量和效率。

1.直接进样－软电离－质谱法

该技术是采用软电离方式对投入系统中的大气样品进行分子离子化，并在样品分解后进行相关挥发性有机物类型及含量的监测。在进样环节，为保障挥发性有机物在进入系统装置后不因气流紊乱而影响监测结果而采用膜进样方式，这里一般多使用二甲基硅氧烷树脂滤膜。电离源所获得的准分子离子在挥发性有机物监测中具有十分理想的应用优势，并且也是色谱分离法所不具备的，能够有效提高监测工作的准确性。与此同时，在电离源过程中也要控制碎片粒子数量，并使用真空紫外单光子将离子源进行分离，从而完成软电离作业。最后，为提高大气中挥发性有机物的分辨效率，这里还采用飞行时间质谱结合质量分析器的形式来提高监测工作的效果。从应用效果来看，该技术能够对烯烃类、烷烃类、本烃类等物质进行有效监测，而整个分析工作也能够在1min内完成，因此其监测效果十分理想。

2.富集－热脱附－气相色谱法

在大气挥发性有机物监测工作中，需要对相关成分的空间浓度、组分情况进行充分掌握，如此才能在筛选的样品中进行有效监检测。而富集工作则能够实现样品气体的定性定量采集，从而为相关检测工作提供了坚实的基础条件。这里采用超低温富集方式，能够在低温环境下保持对挥发性有机物的吸附选择能力。热脱附的作用在于将挥发性有机物气体与惰性气体相分离，并使其经过富集区而达到气体回收的效果。最后，采用两个色谱柱的方式对挥发性有机物进行分析，这里可通过并联或串联方式进行富集－热脱附，并通过检测器来提升烯烃类物质的检测水平。该技术的应用，在挥发性有机物监测领域有着十分重要的应用价值，其优势在于成本低、难度小，但分析时间较长，因此需要在技术层面进行突破和创新。

（二）手动监测技术

手动监测技术主要指传统常规发挥性有机物气体的检测方法，而相关作业也位于实验室当中。在现代挥发性有机物监测工作中，在线监测技术的优势为时间短、效率高，而手动监测技术的优势则为技术成熟、准确性高。现阶段，常用的手段监测技术主要体现于以下几种方式：

1.罐采样－气相色谱质谱法

罐采样－气相色谱质谱法是我国挥发性有机物监测领域一种十分常见的技术，在烷烃、烯烃、含氧、含硫化合物、挥发性卤代烃等物质的监测中有着十分理想的应用效果。罐采样的优势在于不依赖于动力，且对样品的选择范围广、采样体积大以及保存时间，因此能够用于多次分析。而气相色谱质谱技术则具有灵敏度高、可靠性强的优势，价值应用成本较低，因此在挥发性有机物监测中应用效果十分理想。

2.吸附管采样－热脱附－气相色谱质谱法

吸附管采样－热脱附－气相色谱质谱法是手动监测技术中又一应用相对广泛的检测方法，特别是对于特定的化合物类型有着理想的应用效果。该技术首先采用吸附管对挥发性有机物进行样品采集，而在热脱附解析并经气相色谱质谱进行分析。目前，该技术主要对卤代烃、苯系物和氯苯类等挥发性有机物进行检测，其特点主要体现为操作简单、成本低及样品选择性强等方面。

3.化学衍生化法采样－高效液相色谱法

上述两种手动监测技术虽然应用效果理想，但对于极性较高的醛酮类化合物则并不适用，主要体现于该类化合物灵敏度低而导致采样困难。高效液相色谱法是一种基于化学衍生化法的采样方式，而生产的化合物性质也十分稳定，再经过液相色谱进行分析，能够实现理想的检测效果。该技术是一种灵敏度较高且操作简单的检测方法，在醛酮类化合物检测中应用十分广泛。