大气中挥发性有机物监测和治理技术分析苏浩然--中国期刊网

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大气中挥发性有机物监测和治理技术分析苏浩然

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第4期作者：苏浩然

[导读] 摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，对环境污染问题也越来越重视。大气污染尤其是挥发性有机物污染是影响人们生命健康的主要污染源之一。

        身份证：13013319870716xxxx 河北省石家庄市 050000
        摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，对环境污染问题也越来越重视。大气污染尤其是挥发性有机物污染是影响人们生命健康的主要污染源之一。挥发性有机物简称VOCs，具有较强的刺激性和毒性，如果在大气中的含量超标，将会对人类健康造成极大的威胁。在此背景下，本文主要对大气中挥发性有机物的监测和治理进行了研究，希望能够借此推动我国大气污染治理的发展。
        关键词：挥发性有机物；监测；治理；技术
        引言
        由于城市工业化的快速发展及交通网络的大幅扩张，城市地区的空气污染日渐严重，大气中的挥发性有机物(volatileorganiccompounds，VOCs)浓度大幅上升。VOCs作为大气污染物的重要组成，是大气光化学反应的重要参与者，对流层臭氧的形成对人类健康的危害有重要作用。随着城市的迅速发展，各地的大气氧化性均有不同程度的增强，使得臭氧成为继PM2.5之后的另一区域性重要污染物，而臭氧的形成主要是人类活动排放的NOx和VOCs在大气中进行光化学反应生成。因此分析研究VOCs的浓度、组成特征及其污染来源对于制定高效的大气污染治理策略有重要的指导意义。
        1挥发性有机物的来源
        VOCs是挥发性有机化合物（VolatileOrganicCompounds）的英文缩写形式，这些有机物的特点是沸点在50~260℃且熔点低于室温，其中有包括非甲烷碳氢化合物（NMHCs），例如:烷烃、烯烃、芳香烬等物质，还包括含氧有机化合物（OVOCs），例如：醛、酮、醇、醚等。大致分为3大类：含氮化合物类、含硫化合物类、卤代烃类。挥发性有机物主要有两方面的来源，一方面是人为排放以及自然排放，其中，人为因素造成有机物排放的最大来源是化工生产，汽车尾气排放的挥发性有机物是由于汽油、柴油燃烧不充分造成的。另一方面是挥发性有机物，例如苯系物和卤代烃的挥发。现如今，在有些地区，空气中存在多种挥发性有机物，其存在时刻威胁着生态环境以及人们的健康。
        2我国对挥发性有机物的几种监测技术
        2.1气相色谱法监测技术
        我国对挥发性有机物的实际测量中，使用气相色谱法的好处就是其能够精准地测量出相关有机物的含量。进行气相色谱法监测技术主要有2个阶段：第1个阶段是样品采集阶段，通过吸附管将空气中的挥发性有机物进行定量收集，吸附管的作用是过滤掉空气中的非挥发性有机物，将挥发性有机物留存。第2个阶段是样品检测阶段，主要是将吸附管的温度提高，将吸附管内的挥发性有机物进行解吸，使之进入到气相色谱仪器中，相关技术操作人员就可检测有机物的峰面积，进而获得挥发性有机物在空气中的具体含量。
        2.2在线监测法
        众所周知，大气中的可挥发性有机物的活性较高，且气体在收集和运输处理中存在很多的外界干扰因素，这些干扰因素都会对有机物的分析和检测产生影响，最终影响检测的准确性。而如果能够使用在线分析检测法，就能够有效解决这种问题，降低了气体采集过程中的一些干扰因素，使检测结果更加精准。质子转移反应质谱就是一种典型的在线监测方法，在对气体样品进行检测前应该使气体中的挥发性有机物由分子状态转换成离子状态，然后将离子状态的气体送入治理检测器后进行检测。
        2.3飞行时间质谱分析法
        飞行时间质谱分析法又被称为TOFMS技术，其监测原理是根据质子与电荷的运动时间不同，针对运动时间来判断挥发性有机物的种类。TOFMS技术有自身的优点，就是监测时间较短，甚至几分钟就能完成整个监测过程，提高了对挥发性有机物的监测效率。

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但同时，TOFMS技术也有一定的缺陷，因为是对电场内离子进行监测，会有其他不相关的离子干扰监测结果，在这样的情况下，就需要监测人员对监测结果进行进一步的分析，才能获得有效的监测结果。
        3我国对大气中挥发性有机物控制现状
        3.1标准限值宽严不一，局部地区产业转移特征明显
        基于区域环境容量结合技术可行性制定合理的标准控制水平是国际上公认的标准制定原则。在这个层面上，一般国家标准考虑区域之间差异在比较适中的平均水平上设置限值，可以认为是标准的底线；而地方层面则考虑所在地区的实际产业贡献、环境质量及容量设置比较严格的标准.由于国家标准出台晚于地方标准，在VOCs的控制力度上处于不同的水平，地方标准与国家标准的衔接需要关注。导致国家和地方排放标准特别是在局部地区之间还存在较大差异，这与我国大气污染趋向区域化的显著特点不相一致，给区域联防联控带来较大压力。
        3.2对大气中挥发性有机物的控制采取的相应技术
        在目前对大气中挥发性有机物控制技术领域上，国内外为了减少VOCs排放，采取了先进的清洁生产工艺流程以及相关改进设备来对VOCs排放进行控制。我国在对VOCs控制的技术上，主要是引进国外成型的控制技术为主，尤其是美国一些地区对空气质量进行控制所发布的指导性文件，以及一些地区的技术监测中心提出的控制VOCs排放的相关技术。现阶段，我国还没有对VOCs的控制建立相应的体系，只是针对某些排放VOCs较多的行业进行了控制，对其他行业排放VOCs的浓度并没有给出具体的要求。对VOCs废气是进行回收或是销毁，主要取决于该行业排放的有害气体浓度以及限值来决定，例如，针对排放浓度不超过1000mg/m3的废气主要采取销毁技术，对于排放浓度不小于5000mg/m3的废气主要采取回收技术。在控制VOCs排放上，我国使用的传统控制技术为吸附法、冷凝法、燃烧法、生物膜法、吸收法等，还会采用一些新兴的的方法，例如:光催化氧化法、电晕法等，针对使用范围的不同采取不同的控制技术。例如，针对涂料行业，主要以燃烧控制技术为主，吸附控制技术为辅。
        3.3标准体系优化的建议
        a)鼓励基于区域联防联控和区域环境容量的情况，制定区域的一体化VOCs控制标准体系，按照统一研究、统一制定、统一发布等形式，将区域化标准统一到一致的思路和体系上，同时也可以考虑差异化的限值，但需要避免局部地区有限区域内的行业转移，如长三角地区、京津冀及周边城市、珠三角等区域可以选择重点行业制定统一的排放标准体系。b)建议国家修订现有的行业排放标准，全国统一标准指标体系，按照统一的环境理念和统一的标准指标体系规范和构建国家和地方大气污染物排放标准体系，特别是需要考虑按照不同的排放规模，确定总量控制的指标形式。建议制定“最高允许排放浓度、最低去除效率或者最高允许排放量”的标准体系，实现既可以促进VOCs减排，又可以避免对规模化企业的制约.c)选择功能用途明确的大宗涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等制定VOCs含量限值的标准，兼顾溶剂替代的要求，指导工业涂装、印刷等行业从源头控制的政策合理有效推行。
        结语
        总而言之，随着经济的迅速发展，大气中挥发性有机物的含量越来越多，由此引发的环境问题也越来越严重，因此相关环保人员应该予以足够的重视。当前我国在监测、治理挥发性有机物方面仍处于起步阶段，如果想要拥有更好的治理效果还需要技术人员和监测人员的共同努力，进而更好的保证生态环境的可持续发展。
        参考文献
        [1]胡冠九.浅谈环境有机污染物监测发展趋势[J].环境检测管理与技术，2010（3）：18-21.
        [2]朱劲松，王刚.挥发性有机物VOCS监测方法与治理技术[J].化工管理，2017（27）：164.
        [3]张雪晶.关于大气污染溯源监测的探索和思考[J].科学技术创新，2019（29）：61-62.