太化工業園區大氣有機污染應急溯源監測

強曉東

（太原市生態環境監控中心，山西 太原 030002）

太原為國內非常重要的一個工業城市，該市有多個化工園區，包括有機化工、農藥生產以及制藥等，其中化工原料與產品的生產擁有多種類型，生產技術與工藝相當復雜，牽涉到化學品以及有毒害物品的生產與儲存，擁有相當明顯的結構性污染特征，導致大氣污染發生率不斷加大，與此同時，生產過程中的刺激性氣體對周邊環境也會造成一定的污染，對民眾的生活帶來影響。大氣有機污染應急監測屬于近幾年比較流行的一種檢測方法，主要對污染物的種類、產生的危害、污染范圍、濃度大小等進行監測[1-2]。目前環境空氣污染應急監測技術主要包含6 種，除便攜式紅外光譜法、氣體檢測儀以及便攜式氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）之外，還包括便攜式氣相色譜法、試劑盒法以及氣體檢測管法等監測方法。其中氣相色譜法很難對未知有機物的施工現場進行定量或定性分析；便攜式光離子化檢測器（PID）在工作過程中只能對揮發性有機物的含量進行監測，無法對其作出定量或者定性的檢測；試劑盒法與氣體檢測管法檢測對象主要為無機物，很難對大部分有機污染物進行監測，對于那些未知的污染物也無法做出定量與定性的監測；便攜式紅外光譜法在監測過程中準確率整體偏低，容易受到外界的干擾；便攜式GC-MS 定性能力比較強，同時具有很高的分離效率，在多污染因子檢測過程中可進行定量及定性檢測，很少受到外界的干擾，因此在大氣有機物應急監測中應用率相當高[3-5]。

太原化工園區存在多種不同的有機污染物，這些污染物成分相當復雜，也具備一定的代表性。本文研究以這些污染物作為樣本，針對環境突發事件里面有機污染物的應急監測方法進行探究，研究過程主要采用到便攜式GC-MS，對空氣中出現異味的有機化合物進行定量或者定性，然后結合污染物的具體特征對負有責任的排污企業加以確認，在此基礎上提出相應的治理措施。

1 試驗部分

1.1 主要儀器

本文使用的Hapsite Smart 便攜式GC-MS 儀，生產廠家為美國英福康公司，該設備配置有100%聚二甲基硅氧烷色譜柱（30 m×0.32 mm×1.0 μm），同時還專門配置了進樣探頭與Tri-Bed Carbon 濃縮管，其中載氣全部為高純度氮氣。

1.2 分析條件

氣相色譜條件：采樣時間60 s，色譜柱最開始的溫度為60 ℃，該溫度需保持7 min 左右，每分鐘溫度從20 ℃逐漸增加到150 ℃，然后再從每分鐘10℃增加到180 ℃。質譜條件：電子電離源的電壓大小為70 eV，掃描范圍從45～300 u 不等。

2 大氣有機污染應急監測

2.1 建立企業特征污染物數據庫

為了在最快時間內對氮氣有機污染的源頭進行查找，需要及時創建與化工園區內特征污染物有關的大型數據庫。一旦出現大氣有機污染，可直接通過便攜式GC-MS 等設備對空氣里面出現異味的化合物進行半定量以及定性檢測，然后結合當時的風向以及風力等外部因素特征，結合定量以及定性分析所得的結果，與特征污染物數據庫的數據進行查詢和對比，在此基礎上可以對負有責任的排污企業加以確認。

為了對化工園區里面大氣特征污染物進行確認，在采樣時需要對企業生產裝置的上下兩個不同的風向進行采樣，該過程使用的設備為便攜式GC-MS，對其進行半定量以及定性掃描，然后將溴五氟苯（BPFB）以及需要檢測的物質對應的峰高進行讀取，待測物質濃度大小的計算公式為式（1）：C待測物質=（0.01 TIC待測物質M待測物質）/（22.4 TICBPFB）.（1）式中：TIC 為總離子流圖峰高；M 為物質的量；BPFB為標準物質。

針對化工園區里面企業進行多次檢測，將上風向企業產生的影響直接排除，然后綜合考慮產品、使用的原料以及生產工藝等的影響，在此基礎上即可對特征污染物加以確認。

2.2 溯源案例分析

某天傍晚，有群眾舉報太化工業園區的某個區域出現異味，隨后應急監測人員迅速攜帶有關設備前往事發點，通過便攜式GC-MS 設備對現場環境進行檢測，經檢測發現現場空氣中存在4 種有機化合物，除了環己烷與三氯甲烷之外，還包括苯乙烯與1，2-二氯乙烷兩種有機化合物。

當時的風向確定為東南風，出現異味的地點經檢測為某化工園區的正下風向處，經過初步判斷確定為該園區污染導致的。應急監測人員進入該園區之后，聞到比較濃的氣味，然后通過便攜式GC-MS 設備對環境進行監測，以此為基礎基本上確定污染的具體范圍。

應急監測車行駛到圖1 中①②③三個點位，此時色譜流圖里面的TIC 值快速增大，基本上可以判斷以上3 個點位與園區其他點位相比有機污染物濃度更高。

圖1 某化工園區內企業分布示意

在①②③三個點位直接通過便攜式GC-MS 進行檢測，然后對其進行半定量以及定性分析，最終所得結果可見表1。A 下風向氣體樣品離子流的具體情況可見圖2。

表1 不同點位環境空氣中有機物測定結果

圖2 A 化工廠下風向氣體樣品的總離子流

通過表1 可以看出，C 廠下風向②點位檢測出3 種有機化合物，第一種為1，2-二氯乙烷，第二種為正己烷，第三種為苯乙烯，其中后兩種屬于C 廠的特殊污染物，第一種與B 廠特征污染物基本保持一致；B 廠下風向的③點位發現兩種物質，第一種為正己烷，第二種為1,2-二氯乙烷，由于受到C 廠的影響也檢測出一定含量的苯乙烯。由此可知，B 廠與C 廠共有的特征污染物為正己烷，當時的風向為東南風，經判斷可知與點位②相比點位③正己烷濃度更高。

通過圖2 和表1 分析可以看出，點位①檢測出4 種物有機化合物，除環己烷與三氯甲烷兩種物質之外，還包括甲基環己烷與二氯甲烷，這些都屬于A 廠特有的污染物。參照表1 可以看出，由于受到A，B 兩廠上風向的影響，在點位①檢測出1，2-二氯乙烷這一種A，B 兩廠共有的污染物；由于受到C 廠上風向的影響，在點位①檢測出苯乙烯這一C 廠特有的污染物；由于受到G 廠的影響，在點位①檢測出庚烷這一G 廠特有的污染物。

對監測結果進行分析，可以看出在化工園區中的A 廠下風向點位①檢測出3 種有機化合物，除環己烷與1，2-二氯乙烷兩種物質之外，還包括三氯甲烷有機化合物，同時還檢測出C 廠下風向點位②擁有一種特征污染物，也就是苯乙烯，與群眾舉報的現場環境檢測結果基本保持一致。經過分析可知，此次大氣污染基本上來自于A 廠，當然B 廠與C 廠也有一定的責任。進入廠區之后進行全面排查，發現污染的主要原因在于3 個廠的環保設備以及生產環節出現異常，對這3 個廠進行限期整改，整改之后發現污染問題得到了很好的解決。

3 大氣有機污染管理對策

在治理大氣有機物污染時除進行監測之外，還要做好全方位監管，一般來說可以通過末端監測處罰治理的方法，也可以將其與重點污染企業強制進行生產驗收的方式相結合，注意更好地減少大氣污染的發生率，同時還要及時創建化工聚集區，針對不同企業的污染物名單加以確認，有助于對大氣污染的源頭進行監測，對企業的污染物的排放展開全方位監管。

3.1 加強末端監測處罰治理

末端監測處罰治理首先要強化有機污染物的監測能力，制定一套匹配的行政處罰措施。其中增強監測能力指的是對在線監測以及應急監測的能力與具體范圍進行擴充，全面強化設備的配置和使用。在環境監測以及執法的過程中，嚴格按照國家有關部門頒發的污染物排放標準以及相關準則進行處罰；對于那些沒有設置環境污染標準以及排放標準的，可結合現實狀況創建地方性的環境污染排放與質量標準。

3.2 推行清潔生產

結合《中華人民共和國清潔生產促進法》，全面實施清潔生產的審核與驗收工作，在源頭上進行全面治理。有的企業經常出現大氣有機污染的情況，對此要進行強制性的生產審核以及驗收，全面調查企業的流水線，然后利用合理的方法計算物料流失情況，找到大氣污染的根本原因。同時還要對企業的生產管理、物料的儲存運輸、廢棄物的排放等展開深入調查，找到其中的問題并實施有效的治理對策，在源頭上全面降低廢棄物的產生。企業在生產過程中清潔目標可以設置為TVOC、臭氣等濃度的具體標準，以此作為基礎對企業的環保能力進行考察和驗收。

3.3 建立有機污染物在線監測監控系統

要想從根源上解決大氣污染問題，其中的一個有效措施就是創建有機污染物在線監測系統。結合有機污染物的具體類型以及來源，同時參考企業的整體布局情況，在重點企業污染物排放口及時設置在線氣相色譜以及飛行時間質譜，同時還要在公共位置設置遠程無線監控設備，通過在線的方式對污染物的排放情況進行全方位監控和監測。

3.4 建立化工聚集區各企業特征污染物名單

針對企業的物料進出記錄進行查詢，對生產工藝和具體的流程做好日常記錄，有助于對企業的整體運作情況加以掌握。針對化工聚集區企業展開多次監測，將上風向企業帶來的影響直接排除，然后提前進行摸底檢測，將最終所得結果進行整理分析，在此基礎上創建一套特征污染物檔案，有助于后續追根溯源以及追究相應的責任。

3.5 加強企業無組織排放監測與監管

傳統的環保工作基本上集中在有組織排放方面，事實上，目前大氣有機污染的主要來源在于設備的揮發以及線路等造成的污染物大量排放。由此可知，針對企業無組織的排放，需要進行全方位的監管與監測，在惡劣氣候下企業排放污染物需要及時進行應急處理以及環保設施等方面的演練。

4 結語

在應急監測大氣有機污染方面需要用到便攜式GC-MS 設備以及技術手段，有助于快速查找污染源。對于多種不同的惡臭夾雜的現象，通過該技術有助于對空氣里面的有機物成分展開分析，然后與企業特征污染物相關數據進行查詢和對比，即可對負有排污責任的企業加以確認。本文研究在一定程度上可以為強化大氣有機污染的溯源提供參考，同時還能給環境污染的控制、監管以及執法提供數據方面的借鑒。