试论挥发性有机物VOCS监测方法与治理技术
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摘要：挥发性有机物化合物（简称VOCs）是指在标准状态下饱和蒸汽压较高、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。VOCs 特点为成分极为复杂，量大面广，排放源分散，监测困难，在管治方面不同于二氧化硫、氮氧化物。挥发性有机物已成为导致国内严重雾霾天气产生的重要因素之一，也时时刻刻威胁着人类的身体健康。
关键词：挥发性有机物VOCs；监测方法；治理技术
对空气中VOCs 的监测和治理显得尤为重要。随着我国经济的发展，VOCs 的污染已经成为目前我国重点城市群和重点区域大气复合污染的重要前体物质之一。
一、挥发性有机物VOCs产生的危害
目前，一般在企业的废气、废水排放中可能存在这种物质，对人体生存的环境造成危害。在紫外线的作用下，VOCs 中的氮氧化合物和碳氧化合物会产生化学反应，并形成O3，可能会导致大气光化学烟雾事件的发生，对人们的生活健康和植物的生长状况都产生不利的影响。O3 是光化学烟雾事件的代表污染物质，在VOCs 的作用下，大气中的O3 浓度上升，对大气造成危害。另外，大气中形成的二次气溶胶会受到VOCs 的参与，这种有害物质为颗粒状，会长期滞留于大气中，能够光线散射，从而降低大气的能见度。挥发性有机物VOCs 在进入到人体之后，对眼睛和呼吸道都会产生刺激作用，可能导致皮肤出现过敏症状，导致人体出现头痛、乏力、咽喉痛。严重的甚至可能会产生毒性，导致人体畸形或者致癌，这些对人体的危害都不能被忽视。其次，VOCs 还会导致水体的污染，VOCs 的熔点和沸点都较低，在水体中一般浓度不会太高，但是这也会对周围的环境产生不利影响，很多VOCs 的浓度比检测限低，因此很难被检测到，但是这却对水体环境造成了不良影响，如果人们应用这种水给农作物浇灌，最终会对人体的健康造成危害。除此之外，VOCs 会对土壤造成危害。VOCs 在土壤中不容易被发现，这主要是因为土壤是复杂的三相共存体系，土壤中有各种物质的结合，VOCs 在土壤中也表现为气、液、固三相之间的吸附平衡状态，在土壤环境中比较隐蔽，不容易被发现。VOCs 的挥发性较强，所以VOCs 在土壤中污染不会进行到植物中，但会对人体健康造成影响，主要污染的表现形式是经过挥发后的气体被人体直接吸收导致人体的健康受到危害。在目前的环境中，很多的土壤中VOCs 污染物质很难被降解，会对环境造成持续的危害。化学物质能够被土壤吸附，所以VOCs 在经过一段时间之后能够被缓慢释放，但是这种释放的浓度较小，释放时间较长，会在人体内部不断积累，对人体的健康造成伤害。
二、挥发性有机污染物（VOCs）的监测分析
1.膜萃取气相色谱技术。随着科学技术的不断发展与进步，在对挥发性有机污染物（VOCs）进行检测时，主要采取膜技术对样品进行处理，而且膜技术处理也已经成为多种方式下的首要选择方式，在进行膜萃取的过程中，两相之间的相互融合是根本不存在的，而且对于乳液状的物体可以完全地消除，在此过程中也可以尽量降低溶剂的使用量，所利用的样品可以连续的和萃取剂进行接触，对挥发性有机污染物（VOCs）进行监测，而且具有实时性的特征。在利用膜萃取气相色谱技术时，对挥发性有机污染物（VOCs）进行监测时，空的纤维膜中连续不断地流过空气，挥发性有机污染物（VOCs）中的成分在透过膜的过程中是有选择性的，通过选择性流入一种惰性气体——氮气流，这时挥发性有机污染物（VOCs）在微阱中不断地被聚集，此时用电加热的方式对其进行加热，这一过程中会形成具有一定时间间隔的脉冲，样品连续的进入其中。样品通过膜萃取的方式进入，但是需要保证一定的时间，这样才能使得膜渗透处于一个稳定性比较高的模式，在此基础上使得监测结果更加准确。
2.TDLAS 技术。在对环境质量进行监测时，大多数研究者都将目光聚集到激光光谱技术的应用中，因为激光的功率相比于其他具有高密度、光子通量大等特征，而且也发明了多种多样的激光光谱分析方法，利用最广泛的则是TDLAS 技术，因为这一技术的灵敏度够高，而且具有良好的选择性，可以对挥发性有机物进行实时、动态的分析和监测。据分析，TDLAS 技术可以在1s 的时间内达到ppm 级甚至是ppb 级的监测速度，同时其监测的灵敏度可以提高或者超过100 倍，甚至TDLAS 技术可以在高温、高压甚至是高腐蚀等环境条件下进行调试，如果是恶劣条件下对挥发性有机物进行监测，可以选择TDLAS技术。
三、治理思路
1.完善相关政策标准。政策标准是挥发性有机物治理的基础，建议加强顶层设计，加快制订重点行业VOCs 排放标准，逐步完善VOCs 排放标准体系，引导重点行业提高生产技术和污染控制水平。加快研究制订VOCs 排放总量管理配套政策，将VOCs 排放是否符合总量控制要求作为环评审批的前置条件，对重点行业实行VOCs 减量替代。加强重点行业VOCs 排放系数、核查核算方法及排污收费政策研究，逐步制定并实施VOCs 排污费征收及减排扶持政策。鼓励企业选择第三方环境服务公司参与VOCs 污染防治工作，为企业提供治理方案、排放量申报以及监测等环保服务。VOCs 种类多，范围广，成分复雜，污染严重，但现在县市级监测站尚不具备挥发性有机物监测的资质和能力。加强对市县级监测站挥发性有机物分析设备的投入力度和人才培养，逐步增加监测能力和提高监测水平。在提高实验室监测分析水平的基础上，要加强对挥发性有机物在线监测技术和设施进行深入研究，解决在线监测设施稳定性、价格等方面的问题，由于挥发性有机物的物理化学特性，挥发性有机物在线监测设施的标定和比对工作苦难还较多，建议加快研究和出台相应的标准方法。
2.抓大放小，摸清底数。目前，泰州医药高新区内有石油化工、生物医药制造、汽车维修、家居制造等产生挥发性有机物的行业以及许多需要表面处理的机械加工行业。建议从重点区域、重点行业入手，开展挥发性有机物治理情况调查，编制排放清单。滨江工业园区重点从石化行业入手，全面推行泄漏检测与修复（LDAR）技术，对无组织排放进行全面分析和诊断，医药园区从制药行业的有机溶剂使用和治理上入手，从源头管理、过程控制和末端治理方面进行分析建档，经济开发区要从表面涂装行业和汽车城4S 店入手，对纬立资讯、可胜科技等重点企业进行优先整治，汽车城30 多家4S 店进行排查，摸清底数，加强烤漆房废气的治理。
3. 选择合适的工艺技术。由于VOCs 废气的复杂性和单一治理技术的局限性决定了部分企业采用单一技术难以达到环境管理要求，利用不同治理技术的优势形成组合工艺得到迅速发展，企业在选择VOCs 治理技术应综合考虑VOCs 废气浓度、废气量、废气温度等废气性质，环境标准等废气处理要求、工程投资费用和运行费用等经济因素。废气治理设施运行管理的水平直接关系到废气的达标排放，企业对废气处理设施的运行与监管过程中需重点关注收集系统的有效性、净化系统的安全性和净化系统的可行性，企业应安排有关机构和专门人员负责VOCs 污染控制的相关工作，定期对进出口废气相关指标进行监测分析，及时调整工艺参数，定期更换吸附剂、催化剂或吸收液的，应有详细的购买及更换台账。
综上所述，由于VOCs 的种类繁多，性质各异，排放条件多样，目前已经形成了一系列的VOCs 废气实用治理技术。首先需要充分了解不同治理技术的特点及其有效的使用范围，对于特定的含VOCs 废气的治理，从技术上和经济上进行综合评估，以实现最佳的治理效果。
（作者单位：奥来国信（北京）检测技术有限责任公司）
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