太化工业园区大气有机污染应急溯源监测

强晓东

（太原市生态环境监控中心，山西 太原 030002）

太原为国内非常重要的一个工业城市，该市有多个化工园区，包括有机化工、农药生产以及制药等，其中化工原料与产品的生产拥有多种类型，生产技术与工艺相当复杂，牵涉到化学品以及有毒害物品的生产与储存，拥有相当明显的结构性污染特征，导致大气污染发生率不断加大，与此同时，生产过程中的刺激性气体对周边环境也会造成一定的污染，对民众的生活带来影响。大气有机污染应急监测属于近几年比较流行的一种检测方法，主要对污染物的种类、产生的危害、污染范围、浓度大小等进行监测[1-2]。目前环境空气污染应急监测技术主要包含6 种，除便携式红外光谱法、气体检测仪以及便携式气相色谱-质谱联用法（GC-MS）之外，还包括便携式气相色谱法、试剂盒法以及气体检测管法等监测方法。其中气相色谱法很难对未知有机物的施工现场进行定量或定性分析；便携式光离子化检测器（PID）在工作过程中只能对挥发性有机物的含量进行监测，无法对其作出定量或者定性的检测；试剂盒法与气体检测管法检测对象主要为无机物，很难对大部分有机污染物进行监测，对于那些未知的污染物也无法做出定量与定性的监测；便携式红外光谱法在监测过程中准确率整体偏低，容易受到外界的干扰；便携式GC-MS 定性能力比较强，同时具有很高的分离效率，在多污染因子检测过程中可进行定量及定性检测，很少受到外界的干扰，因此在大气有机物应急监测中应用率相当高[3-5]。

太原化工园区存在多种不同的有机污染物，这些污染物成分相当复杂，也具备一定的代表性。本文研究以这些污染物作为样本，针对环境突发事件里面有机污染物的应急监测方法进行探究，研究过程主要采用到便携式GC-MS，对空气中出现异味的有机化合物进行定量或者定性，然后结合污染物的具体特征对负有责任的排污企业加以确认，在此基础上提出相应的治理措施。

1 试验部分

1.1 主要仪器

本文使用的Hapsite Smart 便携式GC-MS 仪，生产厂家为美国英福康公司，该设备配置有100%聚二甲基硅氧烷色谱柱（30 m×0.32 mm×1.0 μm），同时还专门配置了进样探头与Tri-Bed Carbon 浓缩管，其中载气全部为高纯度氮气。

1.2 分析条件

气相色谱条件：采样时间60 s，色谱柱最开始的温度为60 ℃，该温度需保持7 min 左右，每分钟温度从20 ℃逐渐增加到150 ℃，然后再从每分钟10℃增加到180 ℃。质谱条件：电子电离源的电压大小为70 eV，扫描范围从45～300 u 不等。

2 大气有机污染应急监测

2.1 建立企业特征污染物数据库

为了在最快时间内对氮气有机污染的源头进行查找，需要及时创建与化工园区内特征污染物有关的大型数据库。一旦出现大气有机污染，可直接通过便携式GC-MS 等设备对空气里面出现异味的化合物进行半定量以及定性检测，然后结合当时的风向以及风力等外部因素特征，结合定量以及定性分析所得的结果，与特征污染物数据库的数据进行查询和对比，在此基础上可以对负有责任的排污企业加以确认。

为了对化工园区里面大气特征污染物进行确认，在采样时需要对企业生产装置的上下两个不同的风向进行采样，该过程使用的设备为便携式GC-MS，对其进行半定量以及定性扫描，然后将溴五氟苯（BPFB）以及需要检测的物质对应的峰高进行读取，待测物质浓度大小的计算公式为式（1）：C待测物质=（0.01 TIC待测物质M待测物质）/（22.4 TICBPFB）.（1）式中：TIC 为总离子流图峰高；M 为物质的量；BPFB为标准物质。

针对化工园区里面企业进行多次检测，将上风向企业产生的影响直接排除，然后综合考虑产品、使用的原料以及生产工艺等的影响，在此基础上即可对特征污染物加以确认。

2.2 溯源案例分析

某天傍晚，有群众举报太化工业园区的某个区域出现异味，随后应急监测人员迅速携带有关设备前往事发点，通过便携式GC-MS 设备对现场环境进行检测，经检测发现现场空气中存在4 种有机化合物，除了环己烷与三氯甲烷之外，还包括苯乙烯与1，2-二氯乙烷两种有机化合物。

当时的风向确定为东南风，出现异味的地点经检测为某化工园区的正下风向处，经过初步判断确定为该园区污染导致的。应急监测人员进入该园区之后，闻到比较浓的气味，然后通过便携式GC-MS 设备对环境进行监测，以此为基础基本上确定污染的具体范围。

应急监测车行驶到图1 中①②③三个点位，此时色谱流图里面的TIC 值快速增大，基本上可以判断以上3 个点位与园区其他点位相比有机污染物浓度更高。

图1 某化工园区内企业分布示意

在①②③三个点位直接通过便携式GC-MS 进行检测，然后对其进行半定量以及定性分析，最终所得结果可见表1。A 下风向气体样品离子流的具体情况可见图2。

表1 不同点位环境空气中有机物测定结果

图2 A 化工厂下风向气体样品的总离子流

通过表1 可以看出，C 厂下风向②点位检测出3 种有机化合物，第一种为1，2-二氯乙烷，第二种为正己烷，第三种为苯乙烯，其中后两种属于C 厂的特殊污染物，第一种与B 厂特征污染物基本保持一致；B 厂下风向的③点位发现两种物质，第一种为正己烷，第二种为1,2-二氯乙烷，由于受到C 厂的影响也检测出一定含量的苯乙烯。由此可知，B 厂与C 厂共有的特征污染物为正己烷，当时的风向为东南风，经判断可知与点位②相比点位③正己烷浓度更高。

通过图2 和表1 分析可以看出，点位①检测出4 种物有机化合物，除环己烷与三氯甲烷两种物质之外，还包括甲基环己烷与二氯甲烷，这些都属于A 厂特有的污染物。参照表1 可以看出，由于受到A，B 两厂上风向的影响，在点位①检测出1，2-二氯乙烷这一种A，B 两厂共有的污染物；由于受到C 厂上风向的影响，在点位①检测出苯乙烯这一C 厂特有的污染物；由于受到G 厂的影响，在点位①检测出庚烷这一G 厂特有的污染物。

对监测结果进行分析，可以看出在化工园区中的A 厂下风向点位①检测出3 种有机化合物，除环己烷与1，2-二氯乙烷两种物质之外，还包括三氯甲烷有机化合物，同时还检测出C 厂下风向点位②拥有一种特征污染物，也就是苯乙烯，与群众举报的现场环境检测结果基本保持一致。经过分析可知，此次大气污染基本上来自于A 厂，当然B 厂与C 厂也有一定的责任。进入厂区之后进行全面排查，发现污染的主要原因在于3 个厂的环保设备以及生产环节出现异常，对这3 个厂进行限期整改，整改之后发现污染问题得到了很好的解决。

3 大气有机污染管理对策

在治理大气有机物污染时除进行监测之外，还要做好全方位监管，一般来说可以通过末端监测处罚治理的方法，也可以将其与重点污染企业强制进行生产验收的方式相结合，注意更好地减少大气污染的发生率，同时还要及时创建化工聚集区，针对不同企业的污染物名单加以确认，有助于对大气污染的源头进行监测，对企业的污染物的排放展开全方位监管。

3.1 加强末端监测处罚治理

末端监测处罚治理首先要强化有机污染物的监测能力，制定一套匹配的行政处罚措施。其中增强监测能力指的是对在线监测以及应急监测的能力与具体范围进行扩充，全面强化设备的配置和使用。在环境监测以及执法的过程中，严格按照国家有关部门颁发的污染物排放标准以及相关准则进行处罚；对于那些没有设置环境污染标准以及排放标准的，可结合现实状况创建地方性的环境污染排放与质量标准。

3.2 推行清洁生产

结合《中华人民共和国清洁生产促进法》，全面实施清洁生产的审核与验收工作，在源头上进行全面治理。有的企业经常出现大气有机污染的情况，对此要进行强制性的生产审核以及验收，全面调查企业的流水线，然后利用合理的方法计算物料流失情况，找到大气污染的根本原因。同时还要对企业的生产管理、物料的储存运输、废弃物的排放等展开深入调查，找到其中的问题并实施有效的治理对策，在源头上全面降低废弃物的产生。企业在生产过程中清洁目标可以设置为TVOC、臭气等浓度的具体标准，以此作为基础对企业的环保能力进行考察和验收。

3.3 建立有机污染物在线监测监控系统

要想从根源上解决大气污染问题，其中的一个有效措施就是创建有机污染物在线监测系统。结合有机污染物的具体类型以及来源，同时参考企业的整体布局情况，在重点企业污染物排放口及时设置在线气相色谱以及飞行时间质谱，同时还要在公共位置设置远程无线监控设备，通过在线的方式对污染物的排放情况进行全方位监控和监测。

3.4 建立化工聚集区各企业特征污染物名单

针对企业的物料进出记录进行查询，对生产工艺和具体的流程做好日常记录，有助于对企业的整体运作情况加以掌握。针对化工聚集区企业展开多次监测，将上风向企业带来的影响直接排除，然后提前进行摸底检测，将最终所得结果进行整理分析，在此基础上创建一套特征污染物档案，有助于后续追根溯源以及追究相应的责任。

3.5 加强企业无组织排放监测与监管

传统的环保工作基本上集中在有组织排放方面，事实上，目前大气有机污染的主要来源在于设备的挥发以及线路等造成的污染物大量排放。由此可知，针对企业无组织的排放，需要进行全方位的监管与监测，在恶劣气候下企业排放污染物需要及时进行应急处理以及环保设施等方面的演练。

4 结语

在应急监测大气有机污染方面需要用到便携式GC-MS 设备以及技术手段，有助于快速查找污染源。对于多种不同的恶臭夹杂的现象，通过该技术有助于对空气里面的有机物成分展开分析，然后与企业特征污染物相关数据进行查询和对比，即可对负有排污责任的企业加以确认。本文研究在一定程度上可以为强化大气有机污染的溯源提供参考，同时还能给环境污染的控制、监管以及执法提供数据方面的借鉴。