大氣中揮發性有機物采樣和監測方法分析

黃海威

（新豐縣環境監測站，廣東 韶關 511100）

大氣中揮發性有機物主要以兩種形態存在，一種是揮發性的有機物，一種是半揮發性的有機物。這兩種揮發性有機物都會對人體產生一定的危害，不僅會損害人體的生理組織，還會黏附在人們的衣服和皮膚上。針對這種情況，加強對揮發性有機物的監測力度是十分必要的，只有對其進行有效的處理，才能更好地實現保護環境和保障人們的身體健康。

1 揮發性有機物的概述

1.1 揮發性有機物的概念

揮發性有機物，英文簡稱VOCs，其是指當氣壓在101.32 kPa時，如果化合物的沸點在50—250 ℃之間，這就是揮發性有機物。其主要存在于工業廢氣、汽車尾氣以及光化學煙霧中，而且這些有機物會對人類的身體健康造成重要的危害[1]。因此，要想降低大氣中揮發性有機物對生態環境以及人體的危害就需要加大對其的監測力度，從而進行有針對性的治理。

1.2 揮發性有機物的來源

揮發性有機物的主要來源是工業生產中排放的工業廢氣，以及汽車排放的大量尾氣。隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的數量也在不斷增加，導致汽車尾氣排放量也在不斷增加，這也是揮發性有機物不斷增長的主要原因。在對大氣進行監測過程中發現，大氣中含有數十種揮發性有機物，其中苯系物和氯代燼等的含有量占有很大比例。近幾年，以PM2.5為主的霧霾天氣不斷增加，主要原因就是揮發性有機物的增加。因此，對大氣中揮發性有機物的監測已經成為大氣環境監測的重要內容[2]。

2 大氣中揮發性有機物的采集方法

2.1 利用容器進行采集

利用容器對空氣中的揮發性有機物進行采集有著廣泛的應用，使用的采集容器主要有塑料袋、注射器和罐子，其主要應用于濃度較高的污染源。使用塑料袋進行揮發性有機物收集的優點是塑料袋價格較低以及操作較為簡便，但塑料袋在采集過程中容易發生樣品滲透情況，從而導致樣品的質量降低。使用注射器采集樣品時，注射器的內壁會附著樣品，從而導致對樣品的監測造成誤差。同樣，罐子在使用過程中很容易破碎，而玻璃制品很難有很大的體積，并且攜帶也不方便。

2.2 有動力采樣法

在對揮發性有機物進行檢測過程中，如果需要同時確定其平均濃度和峰值濃度，還要同時對兩者進行分析，就可以使用有動力采樣方法進行樣品的采集。有動力采用方法與傳統采集樣品的方法相比具有較高的靈敏度，而且不只應用于高濃度的揮發性有機物的采集。如Tenax吸附管廣泛應用于大氣中揮發性有機物的采集，其具有較高的靈敏度，但Tenax的價格較高，而且吸附容量較低。而利用活性炭進行吸附采樣具有價格便宜、吸附容量大等優點，但其靈敏度較低。

2.3 被動式采樣法

被動式采樣法適用于室內大氣中揮發性有機物的監測，不適用于較大范圍的樣品采集。室內空氣中的揮發性有機物較為集中，而且其具有流動性，這樣就可以直接將吸附劑放置在空氣中進行吸附采樣。但使用被動式采樣方法采樣時，其對周圍的環境要求較高，如在采集過程中空氣是否能夠順暢流通、或溫度以及濕度過大都會對被動式采樣造成影響。因此，采樣人員要結合實際的采樣環境，謹慎選擇被動式采樣。

3 大氣中揮發性有機物的監測技術

3.1 氣相色譜法

利用氣相色譜法對揮發性有機物進行監測時，可以準確的測量出大氣中其含量。氣相色譜法在應用過程中主要分為兩個階段進行監測，分別是樣品采集階段和樣品監測階段。在對樣品進行采集時，主要利用吸附管來收集一些空氣，而吸附劑可以把空氣中的揮發性有機物保留下來。在對樣品進行監測時，增加吸附管的溫度從而使揮發性有機物逐漸解析，進入到氣相色譜儀器中，然后再利用氣象色譜儀對揮發性有機物進行監測[3]。

氣相色譜法在實際應用過程中需要耗費大量的時間，具有滯后性。另外，氣象色譜法可使用的范圍有一定的局限性，樣品采集階段也較復雜，在監測過程中還需要用到很多的化學藥品和試劑，因此應用氣象色譜法的成本較高。

3.2 揮發性有機物在線監測技術

近幾年，隨著科學技術的快速發展，更加先進的監測技術也得到了廣泛的應用，其中在線氣相色譜監測技術在揮發性有機物的監測中應用越來越廣泛，大大的提高了監測的效率和質量。

3.2.1 在線氣相色譜監測技術

在使用在線氣相色譜監測技術時，不需要使用吸附管來采集監測樣品，而是通過環路或者濃縮罐使空氣在微壓力的狀態下注入到試管中，從而完成監測樣本的收集。在預濃縮管中的樣本，經過短時間的溫度提升，可大大提高樣本的脫附操作效率。當空氣進入到預縮管內，其可以直接進入到分離柱里，由于分離柱中是含有雙色譜的，所以，空氣分離的效率也大幅度提高，并且還可以根據不同沸點的差異性對氣體進行分離處理。

3.2.2 飛行時間質譜分析

飛行時間質譜分析法（TOFMS）主要是通過質子和電荷的不同，控制電場，以此來統計離子在電場內的運動時間，從而準確的監測出大氣中的揮發性有機物。在使用TOFMS技術對大氣中的揮發性有機物進行監測時，可以在很快的時間內完成監測，而且還能夠確保監測結果的準確性，大大提高了揮發性有機物的監測效率。但是，TOFMS技術在應用過程中也有一定的局限性，該技術很容易受到干擾離子的影響，從而使形成的質譜圖較為復雜，這就會在一定程度上增加監測人員的工作難度[4]。

3.3.3 質子轉移反應質譜法

質子轉移反應質譜法（PTR-MS），在對大氣中揮發性有機物進行監測時主要是利用電離和流動模型。該技術具有靈敏度高、監測效率快、監測結構清晰度高等優點，而且在監測過程中還能不斷的簡化監測樣本的采集過程以及處理過程。PTR-MS技術還可以對汽車尾氣進行精準的監測，因此，在汽車尾氣監測方面擁有廣泛的應用。

4 大氣中揮發性有機物監測的注意事項

為了保證監測大氣中揮發性有機物的準確性，同時，也為環境保護提供有效的依據，監測人員在監測過程中需要注意以下問題。

4.1 監測數據的準確性

在對大氣中的揮發性有機物進行監測時，經常會出現實際監測數據與書面數據不相符的現象，這導致監測結果不能準確的反應出大氣中揮發性有機物的含量和種類，從而影響了對大氣環境的治理。因此，在對大氣中揮發性有機物進行監測時，要重視監測數據異常現象，以提高監測結果的準確性[5]。

4.2 有機物采樣誤差

在對揮發性有機物進行監測時，采集到的有機物樣本非常重要，其直接關乎監測結果的準確性以及代表性。但在實際采樣過程中，經常會出現失誤，如采集樣本的質量不高等。在采樣過程中，如果風速測算不夠準確，就會影響對風量的計算，進而會對揮發性有機物濃度的監測產生一定的影響，使監測結果與實際情況出現偏差。另外，在運輸和儲存過程中也會對樣品產生一定的影響，從而導致監測數據出現誤差。因此，要重視揮發性有機物在監測過程中的樣品采集工作，并且對樣品進行儲存和運輸時要避免發生交叉污染，以此來提高監測結果的準確性和有效性[6]。

4.3 數據不符問題

在對大氣中的揮發性有機物進行監測時，監測人員應該將監測數據與實際數據之間的誤差進行分析和判斷，以此來判定數據是否存在異常，如果發現監測數據與實際數據之間有較大的差異，應進行仔細、深入的分析，及時找到影響監測結果的原因并及時解決，以此確保監測結果的準確性。

5 結論

綜上所述，不同地區的大氣中揮發性有機物的含量和種類都不一樣，且隨著工業廢氣和汽車尾氣排放量的增加，大氣中揮發性有機物的含量也在逐漸升高，同時種類也在不斷增加，這對人們的生活和生態環境都造成了嚴重危害。因此，需要我們根據當地的實際情況，制定出合適的監測方案，并選用相應的監測技術，確保大氣監測質量的提升，以此為大氣污染治理工作提供更有利的支撐。