土壤中VOCs的檢測、處理與若干思考

陳 紅

(必維申美商品檢測(上海)有限公司，上海 201108)

土壤中VOCs的檢測、處理與若干思考

陳 紅

(必維申美商品檢測(上海)有限公司，上海 201108)

立足于國務院印發了《"十三五"生態環境保護規劃》中對揮發性有機物(VOCs)的減排目標，從土壤中揮發性有機物(VOCs)的角度出發，闡述了美國與中國的三種揮發性有機物的測試方法，并在探尋VOCs的排放源后對目前土壤修復過程中VOCs治理過程中遇到的一些問題進行探討與思考，并提出一些相關建議和意見。

揮發性有機物；環境檢測；土壤修復

土壤是最重要的自然要素之一，是人類賴以生存的物質基礎[1]。土壤環境質量狀況不僅直接關系到農產品安全和生態安全，而且關系到人體健康，甚至關系到社會發展與穩定。

在眾多土壤污染物中揮發性有機物(volatile organic compounds，VOCs)是一種極重大的污染物。VOCs是對一大類物質的統稱，從監測或檢測的角度來說揮發性有機物是指以氫焰離子檢測器測出的非甲烷烴類檢出物的總稱，主要指C3～C8有機化合物，包括烴類、氧烴類、鹵代烴類、氮烴及硫烴類化合物[2-4]。由于VOCs物質種類眾多，測量方法復雜，目前，VOCs 源排放成分研究中，主要涉及的VOCs物質大概可以分為烷烴類、烯烴類、芳香烴類、醛酮類、醇酚類、酯類等[5-7]。

目前，國務院印發了《“十三五”生態環境保護規劃》(簡稱《規劃》)，該《規劃》對VOCs減排的目標、方法、途徑等內容給出了明確的方向和要求。控制重點地區重點行業揮發性有機物排放，全國排放總量下降10%以上。因此VOCs 的準確測量及污染來源研究是開展VOCs污染減排工作的基礎。本文簡述了土壤中VOCs含量的檢測方法，在此基礎上探討了VOCs的治理方法。

1 揮發性有機物檢測方法

1.1 EPA 8260B:1996

美國環保署(EPA)最早在1996年頒布了揮發性有機物的檢測方法《Volatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass spectrometry》(EPA 8260B：1996)[8]，該方法規定了VOCs的測量方法為氣相色譜-質譜聯用(簡稱GC-MS)，適用于各種類型的樣品，包括廢水、空氣、地下水與地表水、淤泥、酸性液體、堿性液體、含油廢水、泡沫、纖維體廢水、聚合乳膠劑、廢棄活性炭、濾餅、廢棄催化劑、土壤以及沉積物。由于其適用范圍廣，且精確性較高，該方法被大量使用。

1.2 HJ 350-2007

中國土壤環境監測最先始于對農用地的監測，早期的監測偏重于土壤肥力的監測。近20年來，隨著土壤污染的加劇，國家各部門相繼開展了土壤的污染監測。

基于2010年世博會契機，為貫徹《中華人民共和國環境保護法》，防治土壤污染，保護土壤資源和土壤環境，保障人體健康，維護良好的生態系統，確保展覽會建設用地的環境安全性，上海市環境科學研究院起草、國家環保總局科技司批準并頒發了《展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)》(HJ 350-2007)[9]，該標準立足與中國國情，按照不同的土地利用類型，規定了展覽會用地土壤環境質量評價的項目、限值、檢測方法與實施監督，其附錄C規定了以吹掃捕集氣相色譜-質譜法(簡稱PT-GC-MS)的方法檢測展會土壤環境中的VOCs含量。

1.3 HJ 605-2011

在《展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)》(HJ 350-2007)的基礎上，環境保護部科技標準司組織制定、環保部與2011年正式批準并頒發了《土壤和沉積物 揮發性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜-質譜法》(HJ 605-2011)[10]，該方法明確規定了測定土壤和沉積物中揮發性有機物的吹掃捕集/氣相色譜-質譜法，適用于土壤與沉積物中65種VOCs的測定，若通過驗證該標準也可適用于其他VOCs的測定。

2 土壤中揮發性有機物的來源

環境中揮發性有機污染源有自然的原因，也有人為活動的原因，但主要以人為源為主[11-14]，尤其是工業行為對土壤造成了極大的污染。土壤中揮發性有機污染物的工業污染源主要來源以下方面：

(1)石油的勘探與開采、儲存與運輸過程：由于操作不當或事故泄露等原因，常會造成石油排放或外溢，成為土壤中VOCs重要的污染源。

(2)石油化工生產區、加油站等地形成的落地油、含油生產污水排放和輸油管道的滲漏。石油是一種由烷烴、芳香烴以及非烴類化合物形成的復雜化合物，其中含有大量的揮發性有機物以及半揮發性有機物，這些有機物進入土壤后會改變土壤有機質原有的碳氮磷比例，從而導致一系列土壤微生物體系的變化，在這個過程中土壤物理化學性質也會隨之改變，進而導致土壤微生物群落等變化。

(3)化工廠、農藥廠等化學品生產企業在生產、分裝、藥品儲存和廠區運輸等過程中可能存在的藥品泄露過程，以及印刷、建材、噴涂等行業排放的原料和廢氣，這些廢氣中的有機物隨著雨水的沖淋作用都會進入到土壤中。

VOCs由于在污染場地介質中的不穩定性，還會造成嚴重的大氣污染，隨空氣流動，經雨水的沖刷和淋溶污染其他地區的土壤，甚至滲透到地下水，污染淺層地下水環境，影響飲用水的水質，這些二次污染具有較大的環境隱患及人體健康風險，且國家《十三五生態環境保護規劃》中也明確提出"重點針對大氣、水、土壤等問題，形成源頭預防、末端治理和生態環境修復的成套技術"。

3 VOCs的處理過程中實際問題思考

VOCs的治理方法主要分為兩大類，即原位處理與異位處理，根據處理工藝又可細分為氧化法、物理法、熱解法、微生物法等。

隨著“土十條”的出臺，全國各地在2017年初紛紛出臺各自省市自治區相關的土壤污染防治工作方案，土壤中VOCs的處理在整個土壤修復市場中占有極大比例，尤其是在工業用地修復方面，這也引發了一系列的問題。

(1)目前許多污染場地的調查方法均參照《場地環境調查技術導則》(HJ 25.1-2014)、《地下水環境監測技術規范》(HJ/T164-2004)、《土壤環境監測技術規范》(HJ/T166 -2004)，但是在實際操作過程中一些公司并不是完全按照該導則進行操作，而目前國內關于污染場地調查的監管監理并不十分到位，這在很大一定程度上給了土地開發商或修復公司可乘之機。

(2) 目前關于VOCs的處理設備、技術、工藝等都是參照國外先進技術為主，國內相關設備及技術的自主研發能力較弱。參照國外技術的時候由于我國地域遼闊，土地情況復雜，VOCs污染情況也就更復雜，國外的技術并不一定適合我國國內土壤市場，這需要工程師技術人員花更多的精力設計出合理的適合被污染土地治理的最適用工藝技術。

(3)目前針對VOCs的治理更傾向于原位治理，如添加氧化劑、熱解析或微生物法等技術，在治理的過程中不可避免的產生二次污染物(如廢氣)，如何收集并處理二次污染物，從而真正意義上做到污染物的降解，而不是由土壤中遷移到大氣中，是每個工程師應該重點解決的問題。

4 結語

隨著我國城市化進程的加快，環境監測質量管理在近幾年取得了不錯的成績，但是與人們和國家的期望卻還存在一定差距，如針對我國國情的土壤污染物的檢測標準急需完善等。且由于土地的增值而應運而生的土壤修復市場的蓬勃發展，“十三五”規劃中我國土壤修復市場將占據極大份額，但是目前中國污染土壤調查評估與治理修復工作的資金一般來自政府相關部門和土地開發商，資金缺乏有效保障。出于歷史原因，中國土壤污染主體大多是各類國有工廠，污染物成分復雜處理難度較大。

因此，應該針對土壤實際情況，開闊思路，制定切實可行的土壤環境監測方案，掌握土壤污染物的的真實狀況，根據具體不同的土壤污染情況"因地制宜"制定不同的污染物處理方案。近幾年，土壤VOCs的處理在技術上也有所提高，但是未來仍需加強對體系的構建，利用合理的體系，提高質量管理工作的合理性。

[1] 陸泗進，王業耀，何立環. 中國土壤環境調查、評價與監測[J]. 中國環境監測，2014，30(6):19-26.

[2] Jing Zhi，Chen Mingxia，Shi Jianwei，et al. Catalysis removal of indoor volatile organic compounds in room temperature ： from photocatalysis to active species assistance catalysis[J].Catal Surv Asia，2015，19:1-16.

[3] 吳永兵. 淺談強化環境監測質量管理體系建設[J]．科技創新與應用，2017(2)：176.

[4] 單曉嵐，樓建光，陶超平. 新形勢下環境監測科技發展現狀與展望[J].科技展望，2017(2)：286.

[5] 李國剛，趙 岑，陳傳忠. 環境監測市場化若干問題的思考[J]. 中國環境監測，2014，30(3)：4-8.

[6] 姜 洋，房麗萍，楊 剛，等. 水體中揮發性有機物分析方法研究進展[J].環境化學，2015，34(9)：1611-1618.

[7] 陳曉飛，安彩妹，楊景葉，等． VOCs處理技術分析及前景展望[J]． 山東化工，2016，45( 23) :169-173．

[8] EPA.EPA 8260B：1996, Volatile Organic Compounds by Gas Chromatography/ Mass spectrometry[S]. US:Environmental Protection Agency, 1996.

[9] 中華人民共和國環境保護部.HJ 350-2007, 展覽會用地土壤環境質量評價標準(暫行)[S].北京：中國環境科學出版社，2007.

[10] 中華人民共和國環境保護部.HJ 605-2011, 土壤和沉積物 揮發性有機物的測定 吹掃捕集/氣相色譜-質譜法[S].北京：中國環境科學出版社，2011.

[11] 寧 霞，姜 輝. 吹掃捕集-氣質聯用法測定水中揮發性有機物[J]．中國城鄉企業衛生 2017(1)：1-5.

[12] Yu B F，Song Y H，Han L，et al． Optimizations of packed sorbent and inlet temperature for large volume-direct aqueous injection-gas chromatography to determine high boiling volatile organic compounds in water[J]． Journal of Chromatography A，2014，1356: 221-229.

[13] 楊 冉. 地下水中半揮發性有機物前處理方法優化研究[D].北京： 中國地質大學,2013.

[14] 李長英，陳明功，盛楠，等. 揮發性有機物處理技術的特點與發展[J]． 化工進展，2016，35(3)：917-925.

(本文文獻格式：陳 紅.土壤中VOCs的檢測、處理與若干思考[J].山東化工，2017，46(10)：111-112.)

The Detection, Remediation and Several Discussesof Volatile Organic Compounds in Soil

ChenHong

(Bureau Veritas Consumer Products Services Shanghai Co., Ltd.，Shanghai 201108,China)

This thesis based on the target of the VOCs emission reduction of 13th five year ecology and environment protection planning, introduced the testing methods in America and China and explored the emission sources of VOCs. At last this thesis discussed some question in the process of VOCs treatment and some suggestions.

volatile organic compounds；environmental monitoring；soil remediation

2017-03-26

陳 紅(1985—)，女，博士研究生，主要從事環境土壤污染檢測方面研究。

X833;X53

A

1008-021X(2017)10-0111-02