揮發性有機物VOCs監測方法及治理研究

李家釗

（佛山中車四方軌道車輛有限公司，廣東 佛山 528500）

引言

隨著環境污染物的逐漸增多，環境保護越來越引起人們的關注。在眾多的環境污染物種，揮發性有機物（VolatileOrganicCompounds，VOCs），一方面，因本身的化學性質，如：刺鼻的氣味，可能導致人患上癌癥；濃度過高時會導致中毒甚至死亡。另一方面，VOCs容易與其他污染物結合生成其他污染物。因此，VOCs造成的污染越來越引起人們的重視。美國環境保護局優先控制的一百八十七中污染物，三十三種是揮發性有機物。中國國家發展改革委和環境保護部發布了《揮發性有機物排污收費試點辦法》，規定了從二零一五年十月一日起，開始從石油化工行業和包裝、印刷行業收排污費。鑒于污染越來越嚴重，國家對此采取的措施越來越詳細，VOCs的監測研究和治理控制也愈發重要了。

一、揮發性有機物VOCs的危害性

目前，在水體中已經檢測出2000種VOCs種類，其中有200種會對人體造成傷害。一般在企業的廢氣、廢水排放中可能存在這種物質，對人體生存的環境造成危害。在紫外線的作用下，VOCs中的氮氧化合物和碳氧化合物會產生化學反應，并形成O3，可能會導致大氣光化學煙霧事件的發生，對人們的生活健康和植物的生長狀況都產生不利的影響。O3是光化學煙霧事件的代表污染物質，在VOCs的作用下，大氣中的O3濃度上升，對大氣造成危害。另外，大氣中形成的二次氣溶膠會受到VOCs的參與，這種有害物質為顆粒狀，會長期滯留于大氣中，能夠光線散射，從而降低大氣的能見度。揮發性有機物VOCs在進入到人體之后，對眼睛和呼吸道都會產生刺激作用，可能導致皮膚出現過敏癥狀，導致人體出現頭痛、乏力、咽喉痛。嚴重的甚至可能會產生毒性，導致人體畸形或者致癌，這些對人體的危害都不能被忽視。其次，VOCs還會導致水體的污染，VOCs的熔點和沸點都較低，在水體中一般濃度不會太高，但是這也會對周圍的環境產生不利影響，很多VOCs的濃度比檢測限低，因此很難被檢測到，但是這卻對水體環境造成了不良影響，如果人們應用這種水給農作物澆灌，最終會對人體的健康造成危害。除此之外，VOCs會對土壤造成危害。VOCs在土壤中不容易被發現，這主要是因為土壤是復雜的三相共存體系，土壤中有各種物質的結合，VOCs在土壤中也表現為氣、液、固三相之間的吸附平衡狀態，在土壤環境中比較隱蔽，不容易被發現。VOCs的揮發性較強，所以VOCs在土壤中污染不會進行到植物中，但會對人體健康造成影響，主要污染的表現形式是經過揮發后的氣體被人體直接吸收導致人體的健康受到危害。

二、揮發性有機物VOCs監測方法

（一）質子轉移反應質譜

因VOCs活性率高，在采集樣品、器具分析等方面，存在一定的難度，采用質子轉移反應質譜的方法，可以有效解決這些問題。質子轉移反應質譜方法具體如下：采用自動采樣系統進行進樣，然后進入柱子分離。采用此種分析方法具有以下優勢：一方面采用自動進樣，可以有效防止混亂情況的出現，保證監測的準確性。另一方面，此分析方法不需要有濃縮的過程，效率高、靈敏度高。

（二）膜萃取氣相色譜技術

膜技術是監測揮發性有機物VOCs的首選技術，因為進行膜萃取工作時，容易出現相間的混合時間，可能導致溶劑很難形成乳液狀，因此，要利用膜技術降低溶劑的損耗率，保障膜萃取技術檢測物質的有效。在膜萃取氣相色譜技術的檢測中，VOCs能夠通過纖維膜和惰性氣體實現有效結合，并且被壓縮和吸收，利用電流進行加熱，在注入裝置之間會存在一個時間間隔，保障VOCs能夠合適的置入裝置中。在一定的時間作用下，膜萃取會呈現恒定的狀態，這就為檢測結果的準確性提供支撐。

（三）吸附劑富集檢測法

固體吸收劑是吸附劑富集檢測法中會運用到的物質，利用固體吸收劑吸附濃縮揮發性有機物VOCs，采用這樣的形式實現采樣和濃縮兩個操作流程的結合，實用性較強，也能夠提高工作效率。在實際的操作過程中，首先應該利用吸附管選擇氣體的污染物濃度，然后得到平均濃度，吸附劑的填充量要在19以內，避免吸附劑出現錯誤。吸附劑富集檢測法實施的成本較低，并且比較容易清洗，能夠循環使用，避免了資源的浪費。另外，這種方式的采集體積空間較大。但監測方法具有局限性，不適合于濃度較高的揮發性化合物。

三、揮發性有機物VOCs治理技術

（一）針對石油化工行業的VOCs的治理

石油化工行業作為揮發性有機物VOCs氣體的主要污染源之一，在VOCs治理方面，首先，就是要強制石油化工企業采用先進的清潔生產技術。石油化工企業要制定嚴格的排查VOCs污染源的制度體系，如定期與不定期地對VOCs氣體排污設備和管線組件進行排查，如對閘門、壓縮機設備的檢修與排查工作。對于石油化工企業的廢氣排放情況，嚴格執行不經達標禁止排放的法律規定。對于石油化工企業應急狀況下的泄放氣體，企業也必須使泄放氣體充分地燃燒后在排放。對于石油化工企業的廢水排放，要嚴格按照相關的監測方法實施監測工作。

（二）針對裝修、家庭室內以及生活方面VOCs的治理

在裝修方面，應使用環保達標的建筑涂料、木器漆和膠粘劑，其目的就是減少有機溶劑型涂料在裝飾裝修方面的使用率。在家庭室內，主要是針對烹飪環節，一方面，要鼓勵使用管道煤氣、天然氣、電等具有清潔特征的能源；另一方面，就是在飲食方式上要積極倡導低油煙、低污染、低能耗的健康飲食。在生活方面，主要是指服裝干洗行業，鼓勵采用的干洗機是配備壓縮機制冷溶劑回收封閉式系統的。

（三）針對包裝印刷行業的VOCs的治理

針對揮發性有機物VOCs在包裝印刷業的治理工作，首先就是從技術層面對其進行嚴格的治理。鼓勵包裝印刷行業使用環保達標的材料，如涂料、油墨以及粘膠劑。在印刷工藝上進行VOCs的治理，具體體現在鼓勵使用水性涂料、粉末涂料，就是要使印刷工藝材料符合環保標準。在印刷品工藝操作上，應避免噴涂作業中無VOCs凈化的露天操作。在皮制品制造方面，應鼓勵使用環保型膠粘劑，如水基型、熱熔型等。

結語

綜上所述，VOCs會對環境和人體健康造成不利影響，需要利用這些技術對VOCs進行檢測，然后在此基礎上采取相應的措施進行整改，可將對環境和人體健康的危害降到最低。