揮發性有機物VOCs監測方法及治理

田小翠，朱 艷，呂梅樂

（浙江省麗水生態環境監測中心，浙江 麗水 323000）

隨著環境污染物的不斷增加，人們越來越關注環境保護。目前，環境污染物主要是揮發性有機化合物，由于其會產生刺激性氣味，人體長期吸入會中毒，且其與其他污染物結合，會產生新的污染物。因此揮發性有機物所致污染必須受到全社會關注[1]。揮發性有機物的排放，涉及到工藝物料生產、污水廢氣處理、污染物轉運與裝卸等。由于環境污染嚴重，我國開始采取科學的治理措施，顯著提高了對揮發性有機物的監測和控制效果。

1 揮發性有機物

1.1 主要污染源

揮發性有機物污染源涉及到土壤污染、水體污染、大氣污染。大氣污染源包括室內與室外污染源。室內污染源多是家庭做飯產生的煙霧、家電與裝飾產生的氣體。室外污染源則來自燃料燃燒、車輛尾氣、工業生產等。水體污染源，多為化工企業排放廢水與廢棄物所致[2]。而土壤污染多為工業源所致，包括石油化工、交通運輸設備等。

1.2 危害性

揮發性有機物會導致多方危害，且多數揮發性有機物都有刺激性氣味。人體吸入低濃度揮發性有機物氣體后，會出現咳嗽、頭暈、惡心等癥狀。吸入高濃度揮發性有機物氣體，會嚴重威脅生命安全。長期吸入污染氣體，人體內會產生致癌物質，導致身體突變反應。孕婦吸入揮發性有機物氣體，會導致胎兒畸形。當易燃性氣體濃度較高時，會產生爆炸、火災危險。因此，揮發性有機化合物不僅會嚴重危害人類健康，而且還會危害地球的生態環境。

2 揮發性有機物監測方法

2.1 膜萃取氣相色譜法

該技術方法是應用物質的吸附能力、親和力、溶解度，分離和分析混合物中的不同組分。物質隨著流動相移動時，兩相中多次分配，能夠有效分離物質組分。因此，在監測揮發性有機物時，膜技術為首選技術。實施膜萃取工藝會產生相間混合時間，此時溶劑無法形成乳液狀。

2.2 質子轉移反應質譜法

在應用質子轉移反應質譜法時，含有目標物的待測氣體進入到質子轉移反應質譜儀中，能夠省略樣品預處理過程。離子源負責產生高密度離子，進入到離子-分子漂移管中，和待測物質碰撞，將質子轉移至待測分子，實現離子化趨勢。揮發性有機物活性比較高，在采集和分析樣品時，整體操作難度大。

2.3 吸附劑富集監測法

固體吸附劑屬于富集監測法的常用物質。通過固體吸收劑，可以吸收揮發性有機物。利用此方式可以結合采樣簡化操作流程，實用性加強，能全面提升工作效率。在操作實踐中，利用吸附管吸收污染氣體，可獲得平均濃度，吸附劑的填充量小于19，減少吸附劑誤差。吸附劑富集檢測法實施成本低廉，且清洗難度小，可以實現循環利用，減少資源浪費[3]。通過此種方式，可以擴大采集體積。然而由于監測方法局限性強，無法應用于高濃度揮發性有機物的處理中。

3 揮發性有機物監測法的準確度檢測

3.1 質控考核技術

環境監測站制定環境空氣的監測質控考核方案。參考考核計劃，組織開展環境空氣自動監測與檢查工作，特別是量值溯源、標準傳遞等。考核項目包括一氧化碳、PM2.5、臭氧、二氧化硫，考核頻次為2次/年。標氣考核以環保部樣品研究氣體為盲樣，連續測量3次以上，將平均值作為測量結果[4]。質控考核內容涉及到監測點位、項目、采樣系統規范性，同時要確保監測數據與信息完整性。

3.2 成效審核

為了加強環境空氣自動監測質量，不僅要控制內部質量，還需要聯合實際情況邀請監測中心專家審核環境空氣自動監測系統，提升自動監測系統的準確性與可靠性，確保自動監測系統的運行效益。成效審核主要是對監測站、監測項目的準確度進行把控，要注重數據的可靠性審核，并以抽查方式開展。

4 揮發性有機物治理技術

4.1 冷凝回收技術

在不同溫度下，廢氣中的揮發性有機物飽和蒸汽壓性質不同，采用降低溫度或者加壓方式，從廢氣中分離氣態污染物冷凝。在一定溫度條件下，揮發性有機物初始濃度越大，則脫除率越明顯。應用冷凝處理技術，可以處理含有大量水蒸氣的高溫廢氣。結合其他處理技術，可降低處置裝置的處理負荷和運行成本，以此提升處理效率。

4.2 催化燃燒技術

在低溫、催化劑作用下，催化燃燒技術能夠使廢氣可燃組分氧化分解，從而凈化氣體，屬于重要廢氣處理方法之一。此種方法能夠處理可燃、高溫分解揮發性有機物。催化燃燒技術能耗低、安全性高，可消除惡臭，避免二次污染，并且對可燃組分、熱值沒有限制，多數揮發性有機物均可完成反 應[5]。

4.3 高溫焚燒技術

高溫焚燒技術注重處理高濃度、組分復雜的揮發性有機物氣體。當前，焚燒爐類型如下：直接焚燒爐、對流換熱焚燒爐、蓄熱焚燒爐。應用高溫焚燒技術時，要參考待處理氣體組分來選擇爐型和焚燒參數。高溫焚燒技術，可高效處理制漆工業廢氣、制藥工業廢氣。

4.4 生物氧化技術

生物氧化技術是利用微生物氧化、代謝、消化過程，自然分解和降解有機物，將其轉化為二氧化碳和水。揮發性有機物氣體進入設備，實施加濕處理后進入生物濾床、生物膜內，充分接觸濾床上濾料表面的生物菌種。在微生物作用下，能夠產生生物化學反應，分解和降解揮發性有機物氣體。生物氧化技術的優勢是能夠降低污染、減少成本并簡化技術工藝過程。但是應用生物氧化技術，存在周期長、效率低、體積大等問題，且只能降解特定有機物。然而在應用生物氧化技術時，需要添加營養物質及生物菌種，才能夠降低降解溫度，因此應用較少。

5 揮發性有機物治理的應用實踐

揮發性有機物不僅具備光化學活性，同時可以形成臭氧污染，是大氣復合污染前體物。揮發性有機物會增加對大氣環境的危害，因此必須全面落實揮發性有機物的治理工作。

5.1 石油化工領域的治理

石油化工行業是揮發性有機物的重要污染源。在揮發性有機物治理中，要求企業采用先進的清潔生產技術，制定嚴格的污染排查體系，全面排查氣體排污設備與管線組件，注重檢修和排查壓縮機、閘門。針對石油化工企業的廢氣排放，當未執行標準化操作步驟時，則嚴禁排放。在石油化工企業生產過程中，要注重廢水排放，遵循標準監測方案、實施監測流程。石油化工廢水必須經過監測達標后才排放[6]。石油化工企業未達標排放時，則必須嚴肅處理。同時要注重非正常工況污染控制：化工企業制定開停車裝置，落實設備檢修與維護，確保循環水冷卻系統處于正常運行狀態。當出現泄漏、煙氣逸散等問題時，應當制定應急預案、應急卡，確保處理效果。企業檢修和維護裝置之前，必須向環境保護部門備案，加大環境監控與保護力度，同時評估環境不良影響。非計劃性操作要按照標準化規定履行程序，同時上報給環境保護部門。針對突發性揮發性有機物泄漏事件，及時編制泄漏防范措施、治理措施，并且納入到應急預案體系中。在正常工況下，要建設監控體系、出具停工檢修報告、加強備案環保管理，同時安裝廢氣監控系統。

5.2 包裝印刷行業的治理

在包裝印刷行業污染治理中，揮發性有機物屬于重要污染物，必須基于技術層面予以治理，鼓勵包裝印刷業采用達標材料，比如粘膠劑、油墨、涂料等。印刷工藝要使用水性涂料、粉末涂料，確保印刷材料滿足環保標準。針對印刷品工藝操作，要減少揮發性有機物的無凈化操作、露天操作。在制造皮制品時，要使用環保型膠粘劑，包括熱熔型、水基型。要注重皮制品的清洗工作，在清洗操作中收集廢溶劑并分類處理，確保材料達標后再排放。皮制品企業在生產過程中，必須通過現代技術收集和處理廢氣，這樣不僅能夠提升廢氣收集效率，還可以降低揮發性有機物氣體排放率。

5.3 生活及裝修行業的治理

建筑裝修行業需要使用環保達標的膠粘劑、木器漆、涂料等，減少有機溶劑涂料的使用。而居家生活中，揮發性有機物氣體污染多為烹飪所致。因此要推廣應用管道煤氣、天然氣、電能，倡導低污染、低油煙、低能耗飲食。在日常生活中，服裝干洗行業污染較大，因此要使用干洗機與壓縮冷容機回收系統。

6 結語

綜上所述，監測揮發性有機物，大多應用質子轉移反應質譜法、膜萃取氣相色譜技術、吸附劑富集監測法等，不同技術方法具備不同的優勢特點。多種監測方法的結合，能夠提升揮發性有機物監測結果的準確度。監測技術的發展，能夠為未來污染物治理提供更多可能性。當前揮發性有機物治理技術涉及到冷凝回收技術、催化燃燒技術、生物氧化技術、高溫焚燒技術，考慮到安全性和成本，冷凝回收技術被廣泛采用。在未來發展中，要全面落實科學化治理技術，融合不同治理技術的優勢特點，做好相互補充和優化，以確保揮發性有機物治理效果。