刘芳 贾玉霞
新疆新环监测检测研究院（有限公司） 新疆乌鲁木齐 830016
摘要：挥发性有机污染物（VOCs）在空气中是普遍存在并且组成复杂的一种有机污染物，比较常见的组分有碳氢化合物、醇类、醛类、氨类等等。这种有机污染物在光照的作用下会产生化学反应，从而导致化学烟雾、二次有机气溶胶和大气有机酸的升高，可严重破坏臭氧层，是灰霾天气形成的主要因素，该污染物还具有一定的刺激性和毒性，会给人们的身体健康造成严重影响。本文将根据对国内VOC调查现状的分析，深入研究空气中VOC的检测现状以及未来发展方向等一系列内容。
关键词：空气；VOC；检测
一、VOC定义
VOC是挥发性有机化合物（Volatile organic com?pounds）的简称，目前国际上对VOC的定义尚未统一，各国家和组织根据控制的出发点不同而有不同的定义。美国材料实验学会ASTM D3960-05（2013）标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物。美国联邦环保署（EPA）将 VOC 定义为除CO、CO2 、H2 CO3 、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界卫生组织（WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为：熔点低于室温而沸点在50～260 ℃之间的有机化合物的总称 [3] 。尽管定义尚未统一，但VOC是公认的有害污染物，常见的有苯、甲苯、苯乙烯、甘烷、丙二醇、乙醚、丙酮、亚硝酸异丁酯、三氯乙烯等。VOC是环境中最常见的空气和水中污染物之一，其毒性可概括为非特异毒性和特异毒性。其中，非特异毒性主要表现为头痛、注意力不集中、厌倦、疲乏等，特异毒性可导致过敏和癌症。
二、国内VOC调查现状
近年来，国内不少学者开展对我国人为源VOC污染排放的研究工作，编制了我国VOC排放清单。如魏巍等对我国人为源VOC排放清单的研究，降低了人为源排放清单的不确定性；陈颖等对我国工业源VOCs的源头追踪和行业特征进行了研究等；广东省环保局2010年下发了珠三角9市7大重点行业VOCs排放清单；栾志强、郝正平分析了工业固定源VOCs排放行业分布特征、年季变化以及工业排放源清单的不确定性；王思源等对北京大气中VOCs垂直分布进行了航测，对50种挥发性有机物进行了定量分析；孙杰等2010年对唐山市大气VOCs组成及浓度进行了监测并与北京市VOCs组分相比较，并得出对加油站的治理是烷烃下降的主要原因，除交通相关源外工业排放也是大气污染的重要来源；天津市、济南市、茂名市、香港、台湾分别对VOCs污染特征进行了研究，分析了该市主要VOCs组成和排放源。但与欧美相比，我国对大气污染物排放清单的研究处在起步阶段，以城市为对象的全面的VOCs清单鲜有研究案例，仅有北京、上海、宁波开展了VOC排放清单工作。近二十年来，我国的VOCs治理技术和设备已经有了较大的发展，一些新技术在治理工程中得到了应用。吸附技术、催化燃烧技术和热力焚烧技术是传统的有机废气治理技术，也是目前应用最为广泛的VOCs治理实用技术。
三、VOC检测现状
1.气相色谱法
气相色谱法是以气体为流动相的色谱柱分离技术，被分离物随载气流动，被测组分被吸附剂吸附或被固定液溶解，反复吸附或溶解，使得不同物质在色谱柱中的保留时间不同而分离。
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（2）气相色谱法测定空气中的苯系物
目前，检测苯系物已有的方法是国家标准GB11737—1989《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法》等，高瑞英等对活性炭吸附VOC的影响因素进行了研究，样气为苯、甲苯、二甲苯，结果表明，苯系物浓度、物化性质、气流量对活性炭吸附均有影响，除了采用活性炭吸附外，也可采用Tenax—TA吸附剂，其广泛运用在气体、液体和固体中的可挥发性或半挥发性物质的采集，对空气中苯系物测定运用了热脱附一气相色谱/质谱联用法，这种方法采用的就是Tenax—TA吸附管。
2.膜技术处理挥发性有机物
膜是一种起分子级分离过滤作用的介质，它和传统的过滤方法有很大不同，主要表现在：膜能够在分子范围内进行分离，它是一种物理过程，不需要有相的变化和添加助剂，针对膜技术在处理VOC的应用上，通常处理VOC时所使用的是橡胶态高分子膜，比如硅橡胶膜，我们都知道，膜技术是一种分离技术，它在VOC的回收上起很大作用，而且通常会有很高的回收率，对资源的回收利用也具有较大的帮助。
3.存在问题和建议
当前，对VOC检测现状的调查还处在初级阶段，仍然存在许多问题，比如因现阶段各个行业众多，怎样从各企业中准确的筛选出最具有代表性的排放清单；对于石化冶炼业、建筑涂料、印刷业、道路汽油车等贡献较大的排放源；怎样确定适合各城市行业特点的排放因子；怎样基于臭氧生产潜势、二次细粒子生成潜势等指标，来评估各个行业VOC排放给空气质量带来的影响；怎样确定机动车源的排放给空气中整体VOC带来的影响；怎样通过园林和规划部门的城市绿化数据，确定排放因子并计算天然源产生的VOC。在对VOC进行治理上，可采用以下途径进行开展：在环境管理措施上，对所选择出的VOCs排放量大、污染严重的企业要严格进行清洁生产，严格制定环评中污染防治措施，制定各个行业VOCs排放标准以及监测方法标准，加大对环境的执法力度；在污染治理措施上，可考虑使用原料来替代或者改进工艺。
四、大气环境中VOC的迁移转化研究
通常来讲，大气污染物浓度很容易受到排放源的数量、周边地形地貌以及分布状况等多种因素的影响，所以，大气环境始终处于动态发展阶段。需要注意的是，伴随大气环境的改变，VOC同样会随之发生迁移与转化，直接增加了研究的难度。现阶段，在研究VOC迁移转化方面，一般都是将大气转化物性质作为切入点，借助反推方式获取转化规律以及自然环境的条件，但是在模拟方面存在较大的难度。而大气环境所包含的化合物始终存在化学反应，而参与其中的主要有气体氧化剂、碳氢化合物以及氮氧化物等，通过反应所生成的臭氧，能够为VOC的有效迁移与转化提供必要的帮助。但是，国内对于VOC迁移转化的研究始终处于初级阶段，要想进一步增强VOC监测与迁移转化的效果，就必须要付诸努力。
五、VOC检测方法的发展方向
VOC常规的检测方法有一定的局限性，未来其检测的发展应朝多元化的方向发展，第一，基于远红外光谱技术。大多数有机化合物的特征吸收谱在3-20μm远红外波段，随着激光器制造技术的进步，常温远红外波段的激光器及探测器将实现对VOC的检测。第二，新型高场不对称波形离子迁移谱技术。该技术以物质离子迁移率在高场下的非线性变化特征为基础，实现对物质离子的空间分离。以微电子机械系统技术自主研发了高场不对称波形离子迁移谱技术，实现了对苯、丙酮、对二甲苯的快速、高分辨和高灵敏度的检测。第三，激光光谱技术。利用激光功率密度高、光子通量大、单色性和指向性好、可快速调谐等特性，以及激光与物质相互作用所产生的独特现象，相继建立和发展了许多激光光谱分析方法，这些方法的出现极大地提高了检测灵敏度和选择性，使得空气中极小量的VOC实时、快速和在线监测成为可能。
结语：在对空气中VOC检测现状的调查和研究中，了解了VOC的环境现状以及其污染排放情况，从而要科学评估每一个行业VOC排放给空气质量带来的影响，建立相关的排放清单和数据库，提出有效的污染治理和环境管理措施，这对社会的发展和空气质量的有效改善具有十分重要的现实意义。
参考文献：
[1]魏巍，王书肖，郝吉明.中国人为源VOC排放清单不确定性研究[J].环境科学,2011，32(2):305-312.
[2]王利娴.我国工业园VOCs排放时空分布特征与控制策略研究[D].华南理工大学,2012.
[3]池彦琪，谢绍东.基于蓄积量和产量的中国天然源VOC排放清单及时空分布[J].北京大学学报,2012，48(3):475-482.
论文作者:刘芳,贾玉霞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/23
标签：清单论文; 技术论文; 污染物论文; 大气论文; 甲苯论文; 有机化合物论文; 挥发性论文; 《防护工程》2018年第12期论文;