固定污染源揮發性有機物監測探討

唐昀翀

（珠海市標定檢測技術有限公司，廣東 珠海 519000）

揮發性有機物是大氣中較為常見的一種污染物，在紫外線作用影響下，與大氣產生光化學反應，并在此基礎上生成二次污染物，如臭氧、有機氣溶膠等，在一定程度上不僅致使光化學煙霧高頻率發生，對城市居民身體健康也帶來一定威脅。如何有效地監測固定污染源揮發性有機物以及落實相應監測工作，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 揮發性有機物的基本內容

下面將從國外與國內兩個方面對揮發性有機物進行分析與闡述：

1.1 國外方面

國外針對揮發性有機物的定義標準分為多個種類，既有相同點，其側重點也各不相同，將CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物等物質排除在外，能夠與大氣產生光化學反應的碳化合物均為揮發性有機物。其中世界衛生組織則是將低于室溫熔點且高于沸點的物質定義為揮發性有機物，通過相關調研得知，不同國家對固定污染源揮發性有機物的定義標準均有較大差異，但本質上仍具有相同點。

1.2 國內方面

主要從地方與國家兩個角度來定義揮發性有機物，地方現行《固定污染源揮發性有機物排放標準》（DB51/2377-2017）中提出，基于293.15 K條件，蒸汽壓未低于或等于10 Pa，或者在某一特定條件下，將CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物等物質排除在外，參與大氣光化學反應的碳化合物（烷烴、烯烴、炔烴、醛、酮、醇等），即為揮發性有機物；國家現行標準則是以低于250 ℃沸點為標準，或者空氣中所排放除甲烷外的所有有機化合物以氣態分子形態出現，即為揮發性有機物[1]。

隨著我國經濟發展水平不斷提高，加上環境保護相關舉措的實施，大氣污染治理逐漸成為現階段環保工作中主要內容，其中針對固定污染源揮發性有機物排放監測越來越受重視。近些年來，國家與地方依次出臺與頒布了諸多與大氣污染治理和揮發性有機污染物排放相關的政策，以此來進一步加強對揮發性有機污染物排放控制，全面監測揮發性有機污染物，并落實與開展相關監測工作，根據各個地區特點，對固定污染源揮發性有機物進行了具體規定，特別是重點地區與行業，使其第一時間掌握揮發性有機物監測實際情況。相較于國外固定污染源揮發性監測技術，國內起步較晚，現階段常用實驗室分析儀器、便攜式儀器以及在線自動監測儀器這三種技術手段，仍需進一步完善。國內現行固定污染源揮發性有機物監測標準參考表1。

表1 國內現行固定污染源揮發性有機物監測標準

2 目前常見固定污染源揮發性有機物監測技術

2.1 實驗室分析監測技術

監測人員將在現場采集完成樣品帶回實驗室進行分析，常用分析儀器主要包括氣相色譜質譜聯用儀、氣相色譜儀以及高效液相色譜儀等，在實驗室監測揮發性有機物，其檢測結果準確性與采集方法有著密切關聯，因此，要求監測人員在采集揮發性有機物時，必須根據現場實際情況，選擇合適的采集方法，使其能夠將揮發性有機污染物全部采集，并做好運輸防護措施，避免運輸過程中的揮發性有機污染物出現問題。另外，實驗分析過程中，也要保證各項操作規范性，嚴格按照相關規范完成揮發性有機污染物分析實驗流程，確保分析儀器將全部揮發性有機物徹底檢測與分析[2]。

2.2 便攜儀器監測技術

通常情況下，現場樣品采集完成后，可直接進行現場樣品分析的方法主要包括氣相色譜法、質譜法以及光譜法等，并同時需要各種類型便攜儀器設備進行輔助，如便攜式氣相色譜儀、便攜式氣相色譜-質譜聯用儀及便攜式傅里葉紅外光譜儀等。目前我國環保部新頒布相關標準中添加了其他類型檢測器（紅外吸收檢測器、FID檢測器、PID檢測器），主要目的是拓展固定污染源揮發性有機物監測渠道，從多個層面監測揮發性有機污染物，為我國改善環境質量提供助力。下面將著重闡述幾種常用類型便攜式儀器的監測方法：

（1）PID檢測器主要以紫外燈作為介質光源，將有機物與部分無機物在空氣中電離，但N2、O2、CO2、H2O等空氣中基本元素無法被電離，基于電場作用，使得電離所產生的電子與帶有正電的離子二者形成電流，此電流相對微弱，可對電流強度進行檢測，以此達到將該物質的實際含量進行反映的目的。

（2）便攜式傅里葉紅外光譜儀。對紅外光進行干擾后，基于傅里葉變換原理，分析現場所采集樣品的定量與定性，有機物、無機物、聚合物以及微量樣品等均可使用便攜式傅里葉紅外光譜儀。利用儀器自帶光譜庫，在譜庫中檢索未知樣品光譜，深入剖析混合物樣品，加快樣品檢測速度。

（3）氣相色譜法在分離與分析有機化學中對易揮發且不發生分解的化合物有著明顯的運用效果，如分離混合物中各組分與組分相對含量以及某一特定化合物純度的測試等。

（4）在借助相關儀器設備基礎上，通過運用便攜式氣相色譜-質譜法，對固定污染源廢氣直接進行采集，同時并利用便攜式氣相色譜-質譜聯用儀采集樣品中所含有的揮發性有機物，待氣相色譜分離完成后，再使用質譜進行檢測，監測揮發性有機物與半揮發性有機物中運用此方法，有著較好的運用效果，極大地提升了固定污染源揮發性有機物監測工作效率。

2.3 在線自動監測技術

在監測固定污染源揮發性有機物時，可通過運用GC-FID/PID、GC-MS/FID、FTIR等方法，能夠實現對揮發性有機物多組分在線自動分析，分析揮發性有機物總量常用催化氧化法、色譜法、非分散紅外法等。在線PID和FID檢測器、在線氣相色譜-質譜聯用儀、在線氣相色譜儀以及在線質譜儀等是目前較為常見的揮發性有機物在線分析儀器，其中針對已知揮發性有機物濃度監測可運用在線氣相色譜儀；分析揮發性有機物定性與定量可運用在線質譜儀，但缺點是不能對異構體進行有效區分；由于在線PID和FID檢測器具有較高靈敏度，監測低濃度氣體、有機蒸汽可運用此類型儀器設備。從目前揮發性有機物在線監測儀器運用情況來看，雖然為固定污染源揮發性有機物監測工作提供了便利，但仍有諸多問題待解決，如監測標準不統一、現有前處理技術水平未到規定要求，因此，進一步完善揮發性有機物在線監測儀器功能，是現階段極為緊要的問題[3]。

通過調研與分析國內固定污染源揮發性有機物監測現狀，從目前所使用的監測技術與方法來看，部分監測技術手段與方法相對成熟，其相配套儀器設備也比較專業和完善，但在線監測揮發性有機物相關技術仍需完善，相較于離線分析，其樣品采集能力較差，揮發性有機物定性與定量分析能力有待增強。基于此，相關技術人員可持續加強此方面技術研究，完善在線自動監測系統，提升在線監測能力，使其更好地滿足固定污染源揮發性有機物監測各項要求，掌握影響在線自動監測質量的各方面因素，靈活運用多種監測方法，建立集成性一體化監測技術體系，提高固定污染源揮發性有機物監測技術運用水平，為我國大氣污染治理工作高質量開展提供助力。

3 結語

綜上所述，重點加強固定污染源揮發性有機物監測工作落實，不僅能為我國大氣污染治理工作提供便利，也能為改善空氣質量提供有價值參考依據。根據目前固定污染源揮發性有機物監測現狀，結合國家現行揮發性有機物監測標準，逐步完善相應監測技術與方法，使其做到從源頭上對固定污染源的揮發性有機物排放加以管控，全面監測固定污染源揮發性有機物，實現空氣質量得到有效改善。