大气中挥发性有机物监测技术研究

作者:未知

  摘 要:社会在不断的发展进步,特别是城市化进程的推进,挥发性有机物的排放量不断增加,使得大气环境不断恶化,给人们的生存环境带来严重的危害。鉴于挥发性有机物对大气环境的危害性,对挥发性有机物的监测是大气环境监测中尤为重要的一项任务,本文即对大气汇总挥发性有机物的监测技术进行研究和探讨。
  關键词:大气环境;挥发性有机物;VOCs;监测
  1 挥发性有机物的概述
  挥发性有机物,英文简称VOCs,主要包含烃类、含卤烃类和多环芳烃类等物质。随着社会的发展进步,人类的生产、生活都在不断的发展前进之中,城市化进程的脚步也随之不断加快,同时带来的也是废气排放量的增加。而挥发性有机物(以下简称VOCs)就主要存在于工业废气、汽车尾气以及光化学烟雾中,为大气环境危害巨大,相应的对人类的健康危害也不容忽视。
  追究VOCs的主要来源,最主要的就是来自工业生产过程中排放的工业废气,以及汽车在行驶过程中排放的大量尾气。随着汽车保有量的不断增长,尾气排放量不断增加,是造成大气环境中VOCs量不断增长的主要原因。另外苯系物和氯代烬等挥发性有机物也占有很大比重。我们在对大气环境的监测中发现,大气中VOCs的种类多达数十种,而这些挥发性有机物对于生态环境以及人类的健康与安全都具有明显的危害性。近年来,以PM2.5为代表的雾霾性天气在我频发,造成PM2.5的罪魁祸首就是VOCs,因此VOCs成为世界各国大气环境监测的重点。
  2 挥发性有机物的监测技术
  2.1 气相色谱法
  气相色谱法是应用最早,也是应用最为普遍的一种空气中挥发性有机物的测量方法。从多年的实际应用效果来看,气相色谱法能够对大气中存在的VOCs含量进行测量,且测量结果准确性高。气相色谱法的应用,主要有两个关键期。第一个关键期就是样品采集阶段,这个阶段的主要工作就是空气的采集。利用吸附罐来收集需要量的空气,在应用吸附剂吸附空气中的挥发性有机物,使之得以保留。第二个关键期就是样品的测定,在监测的过程中,随着吸附管温度的升高,VOCs会从吸附管上脱离下来进入到气相色谱仪中来接受检测。实际上,气相色谱法监测VOCs需要较长时间才能得到监测结果,滞后性是此种方法的一大弊端,同时还受使用范围的限制。在整个监测过程中,因为涉及用到很多的化学试剂和药品,监测成本较高,推广应用起来是有一定难度的。
  2.2 在线气相色谱监测技术
  在线气相色谱监测技术与气相色谱法相类似,其不同之处在于气相色谱法需要使用吸附管来进行样本的采集,而在线气相色谱监测无需吸附管,取而代之的是利用环路或者浓缩管来制造出一种微压状态,空气受微压力的影响在试管中注入,从而达到空气样本收集的目的。空气样本存留在预浓缩管中,可以在很短的时间内提升温度,快速实现吸附脱离,进行下一步的测定操作。分离柱中因为有双色谱包含其中,所以可以实现快速的空气分离,大大提高了空气样本测定的效率。
  2.3 TOFMS技术
  TOFMS技术也可以称为飞行时间质谱分析法。此种监测方法是基于质子与电荷的基本原理,将质子与电荷之间的差别加以利用,对电场的影响加以控制,在此基础上统计电场内离子的运动时间,然后对统计结果进行分析的一种方法。TOFMS技术的优势在于监测效率高,使用这个技术可以在较短的时间周期内对空气中的VOCs进行监测,最快可以在几分钟内就可以得到监测结果,而且监测结果具有很高的准确性。但是此种监测技术很容易受到干扰离子的负面影响,提高质谱图的复杂性,这无疑给监测人员的质谱图分析增加了难度,这也是TOFMS技术最大的局限性。
  2.4 PTR-MS技术
  PTR-MS技术是近年来新兴的一种空气挥发性有机物的监测技术,该技术是将电离和流动漂浮模型加以利用来达到大气监测的目的。从多年的实际应用效果来看,PTR-MS技术在大气中挥发性有机物的监测方面优势非常明显。PTR-MS技术具有很高的灵敏度,能够对VOCs快速的做出反应;监测用时短,能够很快的完成监测工作;监测结果准确度高、且更为清晰。不仅如此,其更加突出的优势在于从样本采集到样本处理的整个过程都得以简化,抗干扰能力强,不受空气中含有的其它物质的干扰影响。特别是对于汽车尾气的监测,采用PTR-MS技术监测能够更加精准。因为PTR-MS技术的独特优势,在我国空气监测领域,很多专家和研究人员都对此项技术给予重点关注,致力于该项技术的系统研究,使其能够来空气中挥发性有机物的监测方面发挥更大的作用。
  3 结语
  综上所述,随着大气质量的不断恶化,世界各国都开始在大气污染监测方面加大力度。在我国,不同地区大气环境中的VOCs含量不同,其组成也各不相同。随着工业废气和汽车尾气排放量的不断增加,大气环境中的VOCs含量在不断升高,且包含的种类也在不断增加。鉴于各地VOCs的差异,各个地区都要从实际出发,制定相应的、恰当的应对计划,并对VOCs进行严密的监测。随着科学技术的不断发展进步,大气中挥发性有机物的监测技术也在不断的更新升级,新技术也在不断的研发和应用。环保监测部门不仅仅要提高大气监测的效率,同时还要不断提高大气监测的质量。相信有多种先进的监测技术的支撑,我国的大气监测工作一定不断发展进步,大气环境的防治工作也会迈上一个新台阶。
  参考文献:
  [1]莫梓伟.中国挥发性有机物(VOCs)排放源成分谱研究进展[J].环境科学学报,2016(6).
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