揮發性有機物VOCs監測方法與治理技術

朱勁松 王剛（山西汾西機電有限公司，山西 太原 030027）

揮發性有機物VOCs監測方法與治理技術

朱勁松 王剛（山西汾西機電有限公司，山西 太原 030027）

現如今大眾關注的熱點當屬環境污染問題，其不僅僅會對人的身體健康造成影響，還會對人類社會造成間接危害，需要予以重視和關注。在眾多環境污染物中，化學性能最強，能夠結合其他污染物形成復合性污染的物質就是揮發性有機物(volatile organic compounds，VOCs)，隨著其排放量的逐年增加，我國的大氣污染問題變得日益嚴重。本文通過對揮發性有機物VOCs的監測方法和治理技術進行分析，希望能夠找到合理而又經濟的治理方法和效果。

揮發性有機物；監測；治理

根據世界衛生組織，揮發性有機污染物(VOCs)有如下定義：在室溫狀態下，沸點達到50℃到250℃之間，飽和蒸汽壓不低于133.32Pa的化合物，是一種以蒸汽形式存在的有機物。垃圾處理、石油的化工生產、機動車尾氣、污水處理都會產生揮發性有機污染物(VOCs)，它普遍存在并包含大量的有害物質，對環境和人類的生存都造成了很大的影響，例如人們會在短時間內有記憶力減退、嘔吐、頭痛、昏迷等不同的癥狀，需要對其監測和治理技術進行研究，從而避免其危害性進一步擴大。

1 揮發性有機物VOCs監測方法

1.1 膜萃取氣相色譜技術

最近幾年，在多種因素的限制下，膜技術成為了揮發性有機物VOCs檢測的首要選擇，這是因為在進行膜萃取時，避免出現了相間的混合過程，減少形成乳液狀的可能性，讓溶劑的用量達到最低的損耗，在萃取劑與樣品接觸的過程中，能夠保證檢測的有效性[1]。在利用膜萃取氣相色譜技術對揮發性有機物VOCs進行檢測時，透過纖維膜，VOCs能夠與惰性氣體進行有效結合，并被吸收和壓縮，通過電流加熱的模式，形成時間間隔，從而注入裝置中。經過一段時間后，膜萃取能夠達到恒定的狀態，進而可以確保得到準確的結果。

1.2 質子轉移反應質譜

由于VOCs具有較高的活性，無論是樣品采集，還是進行儀器分析，都存在著一定的困難，采用在線分析的技術手段能夠有效避免受到衍生化的困擾，確保得到更加準確的檢測結果。作為可以高效率檢測大氣中揮發性物質的檢測方法，質子轉移反應質譜具有較高的靈敏度，能夠快速進行性能分析，通過在線采樣，不需要進行濃縮等操作過程，提高效率。

1.3 吸附劑富集檢測法

所謂吸附劑富集檢測法，就是指通過對某些固體吸收劑的使用，達到對揮發性有機物VOCs進行吸附濃縮的過程，可以有效結合采樣與濃縮這兩個過程，具有較好的實用性能。在對氣體的污染物濃度進行選擇時，主要運用吸附管的方法，得到平均濃度，確保吸附劑的正確選擇，對于吸附劑的填充量不能超過19。相對比而言，吸附劑富集檢測法具有較低的價格，能夠進行重復使用，便于清洗，具有較廣泛的采集體積空間，但是對于揮發性較高的化合物，該檢測方法不適用。

2 揮發性有機物VOCs治理技術

2.1 冷凝回收技術

所謂冷凝回收技術，主要是運用提高氣壓或者降溫的方法，使得氣體狀態下的VOCs可以轉變為其他形態的物體，之后運用物理性質，在不同溫度下，使得VOCs和其他氣體進行分離[2]。運用冷凝回收技術的主要弊端在于需要消耗較大的高壓和低溫的能量，無法對一些中等或者高等揮發性氣體進行凈化，具有較高的設備成本，但總成本相對其他技術而言，消耗較低；優點在于可以凈化濃度和沸點高的氣體，通過催化燃燒等輔助的方法，可以表現出更加良好的性能。

2.2 膜基吸收回收技術

所謂膜基吸收技術，就是對中空的纖維微孔膜進行運用，兩相在膜的兩側進行流動，膜的表面會阻止兩相的接觸，避免出現乳化情況。在對揮發性有機物VOCs進行治理時，相對比于其他技術，膜基吸收技術能否得到高效的利用在于吸收劑的選擇，其推動力僅僅有低壓這一個基本需求，就可以保持界面的穩定性。膜基吸收回收技術具有便捷的操作流程，較高的回收效率，較低的能耗，不會產生二次污染，作為一個連續的過程，可以對有機物進行回收。

2.3 生物氧化技術

所謂生物氧化技術，就是指通過代謝、氧化微生物、消化等一系列過程，分解和講解有機物的過程，使得有機物最終變為CO2和H2O[3]。具體操作流程如下：將含有揮發性有機物VOCs的氣體加入設備中，首先進行加濕操作，其次，引入生物濾床，讓氣體隨著生物濾床進行移動，通過一些綜合效應，例如擴散和平流吸入，進入到填料液膜，最后，通過生物膜，能夠接觸濾料上的生物菌種，進而發生一系列的化學反應，降解揮發性有機物VOCs。采用生物氧化技術對揮發性有機物VOCs進行治理，主要的優勢在于具有統一的設備，較低的成本，簡單的公益手段；劣勢在于時間長，設備的體積大，沒有辦法加速處理過程，效率低下，無法降解混合的物質，生物的菌種對于溫度等外界條件提出較高的要求，較難實現。

3 結語

對于揮發性有機物VOCs的監測而言，要結合膜萃取氣相色譜技術、質子轉移反應質譜、吸附劑富集監測法三種監測方法的優點，避免監測方法的局限性，伴隨著監測原理與技術的進一步完善，將會在監測工作中發揮重大的作用；對于揮發性有機物VOCs的治理技術而言，目前最為常見的技術當屬冷凝回收技術，由于具有較低的成本和較高的安全性能使得其具有較大的優勢，可以在未來進行推廣，也是治理研究的最為主要的方向。

[1]孫眾蜻，劉娟，伏晴艷環境空氣中VOCs在線監測法與SUMMA罐采樣氣相色譜—質譜法比對研究.中國環境監測，2009,25(3):23-28.

[2]李悅，邵敏，陸思華.城市大氣中揮發性有機化合物監測技術進展[J].中國環境監測，2015,4(31):1-7.

[3]劉澤常，李娜，侯魯健，濟南市環境空氣VOCs污染特征及來源識別[J].中國環境監測，2014,30(6):83-88.

朱勁松（1969-），女，山西原平人，本科，1990年畢業于九江船舶工業學校機械制造專業，工程師，研究方向：固廢利用及氣體分離。