挥发性有机物VOCs监测方法及治理

田小翠，朱 艳，吕梅乐

（浙江省丽水生态环境监测中心，浙江 丽水 323000）

随着环境污染物的不断增加，人们越来越关注环境保护。目前，环境污染物主要是挥发性有机化合物，由于其会产生刺激性气味，人体长期吸入会中毒，且其与其他污染物结合，会产生新的污染物。因此挥发性有机物所致污染必须受到全社会关注[1]。挥发性有机物的排放，涉及到工艺物料生产、污水废气处理、污染物转运与装卸等。由于环境污染严重，我国开始采取科学的治理措施，显著提高了对挥发性有机物的监测和控制效果。

1 挥发性有机物

1.1 主要污染源

挥发性有机物污染源涉及到土壤污染、水体污染、大气污染。大气污染源包括室内与室外污染源。室内污染源多是家庭做饭产生的烟雾、家电与装饰产生的气体。室外污染源则来自燃料燃烧、车辆尾气、工业生产等。水体污染源，多为化工企业排放废水与废弃物所致[2]。而土壤污染多为工业源所致，包括石油化工、交通运输设备等。

1.2 危害性

挥发性有机物会导致多方危害，且多数挥发性有机物都有刺激性气味。人体吸入低浓度挥发性有机物气体后，会出现咳嗽、头晕、恶心等症状。吸入高浓度挥发性有机物气体，会严重威胁生命安全。长期吸入污染气体，人体内会产生致癌物质，导致身体突变反应。孕妇吸入挥发性有机物气体，会导致胎儿畸形。当易燃性气体浓度较高时，会产生爆炸、火灾危险。因此，挥发性有机化合物不仅会严重危害人类健康，而且还会危害地球的生态环境。

2 挥发性有机物监测方法

2.1 膜萃取气相色谱法

该技术方法是应用物质的吸附能力、亲和力、溶解度，分离和分析混合物中的不同组分。物质随着流动相移动时，两相中多次分配，能够有效分离物质组分。因此，在监测挥发性有机物时，膜技术为首选技术。实施膜萃取工艺会产生相间混合时间，此时溶剂无法形成乳液状。

2.2 质子转移反应质谱法

在应用质子转移反应质谱法时，含有目标物的待测气体进入到质子转移反应质谱仪中，能够省略样品预处理过程。离子源负责产生高密度离子，进入到离子-分子漂移管中，和待测物质碰撞，将质子转移至待测分子，实现离子化趋势。挥发性有机物活性比较高，在采集和分析样品时，整体操作难度大。

2.3 吸附剂富集监测法

固体吸附剂属于富集监测法的常用物质。通过固体吸收剂，可以吸收挥发性有机物。利用此方式可以结合采样简化操作流程，实用性加强，能全面提升工作效率。在操作实践中，利用吸附管吸收污染气体，可获得平均浓度，吸附剂的填充量小于19，减少吸附剂误差。吸附剂富集检测法实施成本低廉，且清洗难度小，可以实现循环利用，减少资源浪费[3]。通过此种方式，可以扩大采集体积。然而由于监测方法局限性强，无法应用于高浓度挥发性有机物的处理中。

3 挥发性有机物监测法的准确度检测

3.1 质控考核技术

环境监测站制定环境空气的监测质控考核方案。参考考核计划，组织开展环境空气自动监测与检查工作，特别是量值溯源、标准传递等。考核项目包括一氧化碳、PM2.5、臭氧、二氧化硫，考核频次为2次/年。标气考核以环保部样品研究气体为盲样，连续测量3次以上，将平均值作为测量结果[4]。质控考核内容涉及到监测点位、项目、采样系统规范性，同时要确保监测数据与信息完整性。

3.2 成效审核

为了加强环境空气自动监测质量，不仅要控制内部质量，还需要联合实际情况邀请监测中心专家审核环境空气自动监测系统，提升自动监测系统的准确性与可靠性，确保自动监测系统的运行效益。成效审核主要是对监测站、监测项目的准确度进行把控，要注重数据的可靠性审核，并以抽查方式开展。

4 挥发性有机物治理技术

4.1 冷凝回收技术

在不同温度下，废气中的挥发性有机物饱和蒸汽压性质不同，采用降低温度或者加压方式，从废气中分离气态污染物冷凝。在一定温度条件下，挥发性有机物初始浓度越大，则脱除率越明显。应用冷凝处理技术，可以处理含有大量水蒸气的高温废气。结合其他处理技术，可降低处置装置的处理负荷和运行成本，以此提升处理效率。

4.2 催化燃烧技术

在低温、催化剂作用下，催化燃烧技术能够使废气可燃组分氧化分解，从而净化气体，属于重要废气处理方法之一。此种方法能够处理可燃、高温分解挥发性有机物。催化燃烧技术能耗低、安全性高，可消除恶臭，避免二次污染，并且对可燃组分、热值没有限制，多数挥发性有机物均可完成反 应[5]。

4.3 高温焚烧技术

高温焚烧技术注重处理高浓度、组分复杂的挥发性有机物气体。当前，焚烧炉类型如下：直接焚烧炉、对流换热焚烧炉、蓄热焚烧炉。应用高温焚烧技术时，要参考待处理气体组分来选择炉型和焚烧参数。高温焚烧技术，可高效处理制漆工业废气、制药工业废气。

4.4 生物氧化技术

生物氧化技术是利用微生物氧化、代谢、消化过程，自然分解和降解有机物，将其转化为二氧化碳和水。挥发性有机物气体进入设备，实施加湿处理后进入生物滤床、生物膜内，充分接触滤床上滤料表面的生物菌种。在微生物作用下，能够产生生物化学反应，分解和降解挥发性有机物气体。生物氧化技术的优势是能够降低污染、减少成本并简化技术工艺过程。但是应用生物氧化技术，存在周期长、效率低、体积大等问题，且只能降解特定有机物。然而在应用生物氧化技术时，需要添加营养物质及生物菌种，才能够降低降解温度，因此应用较少。

5 挥发性有机物治理的应用实践

挥发性有机物不仅具备光化学活性，同时可以形成臭氧污染，是大气复合污染前体物。挥发性有机物会增加对大气环境的危害，因此必须全面落实挥发性有机物的治理工作。

5.1 石油化工领域的治理

石油化工行业是挥发性有机物的重要污染源。在挥发性有机物治理中，要求企业采用先进的清洁生产技术，制定严格的污染排查体系，全面排查气体排污设备与管线组件，注重检修和排查压缩机、闸门。针对石油化工企业的废气排放，当未执行标准化操作步骤时，则严禁排放。在石油化工企业生产过程中，要注重废水排放，遵循标准监测方案、实施监测流程。石油化工废水必须经过监测达标后才排放[6]。石油化工企业未达标排放时，则必须严肃处理。同时要注重非正常工况污染控制：化工企业制定开停车装置，落实设备检修与维护，确保循环水冷却系统处于正常运行状态。当出现泄漏、烟气逸散等问题时，应当制定应急预案、应急卡，确保处理效果。企业检修和维护装置之前，必须向环境保护部门备案，加大环境监控与保护力度，同时评估环境不良影响。非计划性操作要按照标准化规定履行程序，同时上报给环境保护部门。针对突发性挥发性有机物泄漏事件，及时编制泄漏防范措施、治理措施，并且纳入到应急预案体系中。在正常工况下，要建设监控体系、出具停工检修报告、加强备案环保管理，同时安装废气监控系统。

5.2 包装印刷行业的治理

在包装印刷行业污染治理中，挥发性有机物属于重要污染物，必须基于技术层面予以治理，鼓励包装印刷业采用达标材料，比如粘胶剂、油墨、涂料等。印刷工艺要使用水性涂料、粉末涂料，确保印刷材料满足环保标准。针对印刷品工艺操作，要减少挥发性有机物的无净化操作、露天操作。在制造皮制品时，要使用环保型胶粘剂，包括热熔型、水基型。要注重皮制品的清洗工作，在清洗操作中收集废溶剂并分类处理，确保材料达标后再排放。皮制品企业在生产过程中，必须通过现代技术收集和处理废气，这样不仅能够提升废气收集效率，还可以降低挥发性有机物气体排放率。

5.3 生活及装修行业的治理

建筑装修行业需要使用环保达标的胶粘剂、木器漆、涂料等，减少有机溶剂涂料的使用。而居家生活中，挥发性有机物气体污染多为烹饪所致。因此要推广应用管道煤气、天然气、电能，倡导低污染、低油烟、低能耗饮食。在日常生活中，服装干洗行业污染较大，因此要使用干洗机与压缩冷容机回收系统。

6 结语

综上所述，监测挥发性有机物，大多应用质子转移反应质谱法、膜萃取气相色谱技术、吸附剂富集监测法等，不同技术方法具备不同的优势特点。多种监测方法的结合，能够提升挥发性有机物监测结果的准确度。监测技术的发展，能够为未来污染物治理提供更多可能性。当前挥发性有机物治理技术涉及到冷凝回收技术、催化燃烧技术、生物氧化技术、高温焚烧技术，考虑到安全性和成本，冷凝回收技术被广泛采用。在未来发展中，要全面落实科学化治理技术，融合不同治理技术的优势特点，做好相互补充和优化，以确保挥发性有机物治理效果。