欒建文 孫瑞文 劉杰 郭浩 時(shí)玉萍 李海燕

青島京誠(chéng)檢測(cè)科技有限公司 山東青島 266000

1 VOCs 的來(lái)源與危害

1.1 VOCs 的來(lái)源

大氣中的VOCs 的來(lái)源分兩種，一種是人為來(lái)源，另一種是天然來(lái)源，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大氣中的VOCs 天然來(lái)源總量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人為來(lái)源總量。其中VOCs 的天然來(lái)源主要有植物體排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物、火山噴發(fā)以及森林草原火災(zāi)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物等等，其中在眾多揮發(fā)性有機(jī)化合物中，要數(shù)異戊二烯和單萜烯的數(shù)量最高。VOCs 的人為來(lái)源大體又可分：1．固定源。這種主要是化石燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物、一些溶劑在使用過(guò)程中釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物以及鋼鐵工業(yè)、金屬冶煉等過(guò)程中產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物等；2．流動(dòng)源。這種主要是一些機(jī)動(dòng)車(chē)、飛機(jī)等在運(yùn)行過(guò)程中排放揮發(fā)性有機(jī)化合物；3．無(wú)組織排放源。這種主要是一些生物質(zhì)在燃燒的過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物，或汽油、油漆等隨著時(shí)間揮發(fā)出的VOCs[1]。

1.2 VOCs 的危害

大氣中的VOCs 的種類(lèi)非常繁多，至今為止檢測(cè)出的致癌物或者能夠?qū)е峦蛔兊木陀卸喾N，還有很多VOCs 會(huì)嚴(yán)重危害人體的健康，造成人體神經(jīng)系統(tǒng)以及各個(gè)器官功能的下降，比如可導(dǎo)致人體腸道系統(tǒng)紊亂，誘發(fā)相關(guān)疾病，或?qū)θ梭w的造血系統(tǒng)形成破壞，誘發(fā)人體造血系統(tǒng)疾病的發(fā)生，嚴(yán)重會(huì)危害人的生命。VOCs 最為普遍的危害就是可直接對(duì)人體的感官器官造成破壞，刺激人體的眼、喉、鼻等，體現(xiàn)出的癥狀如流淚、眼睛刺痛、鼻塞、咽喉腫痛等。

2 大氣中VOCs 的監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

2.1 氣相色譜技術(shù)

氣相色譜技術(shù)因其具備較高的精確度和靈敏度，因此可快速的分析出大氣中所含有的VOCs，進(jìn)行氣相色譜技術(shù)操作時(shí)主要包含以下過(guò)程：1．對(duì)空氣進(jìn)行樣品采集。這個(gè)操作環(huán)節(jié)是檢測(cè)大氣中VOCs 的首要環(huán)節(jié)，通過(guò)專(zhuān)用的吸附管對(duì)需要檢測(cè)的大氣進(jìn)行空氣樣品的采集；2．分離。吸附管內(nèi)的吸附劑會(huì)將采集好的空氣樣品中的VOCs 進(jìn)行吸附，使揮發(fā)性有機(jī)物能夠分離出來(lái)，并存留在吸附管中；3．監(jiān)測(cè)。通過(guò)加溫設(shè)備對(duì)吸附管進(jìn)行升溫處理，使吸附在吸附劑上的揮發(fā)性有機(jī)物解吸，在氣象色譜儀的監(jiān)測(cè)下對(duì)大氣中含有的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析。這種監(jiān)測(cè)技術(shù)也存在耗時(shí)較長(zhǎng)、成本較高的弊端。

2.2 高效液相色譜技術(shù)

高效液相色譜技術(shù)顧名思義，與氣相色譜技術(shù)不同，它是以液體為流動(dòng)相，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要用到高壓輸液系統(tǒng)，在色譜柱中放入收集好的樣品，使揮發(fā)性有機(jī)物在色譜柱中進(jìn)行分離，再通過(guò)色譜儀對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。高效液相色譜技術(shù)相當(dāng)于氣相色譜技術(shù)的升級(jí)版本，其監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確度要比氣相色譜技術(shù)高，且靈敏度也更高一些，對(duì)大氣中的VOCs 起到更好的監(jiān)測(cè)效果。

2.3 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜技術(shù)

質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)于大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)分析有著非常顯著的效果，也是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)VOCs 監(jiān)測(cè)技術(shù)，已在環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)廢氣檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)大氣中VOCs 的檢測(cè)是通過(guò)利用漂浮的模型或電離子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種監(jiān)測(cè)技術(shù)是建立在前面幾種監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷升級(jí)改造而成的，因此它的優(yōu)勢(shì)同樣靈敏度突出，監(jiān)測(cè)的效率非常高，同時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的清晰度也很高。

3 大氣中VOCs 的治理技術(shù)分析

3.1 熱破壞技術(shù)

大氣中VOCs 的治理技術(shù)有很多種，最常見(jiàn)的是熱破壞技術(shù)，熱破壞技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中大體可分兩種，一種是通過(guò)催化燃燒的方法，另一種是通過(guò)直接燃燒的方法，無(wú)論是哪種方法其工作原理是一樣的，都是利用燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)破壞大氣中的VOCs，從而實(shí)現(xiàn)有效分解大氣中的VOCs，減少VOCs 在大氣中的含量占比，最終降低VOCs 帶來(lái)的危害[2]。通常這種治理技術(shù)在VOCs 濃度較低的環(huán)境中效果較為明顯，但是其熱化學(xué)反應(yīng)所消耗的成本也相對(duì)比較高，不適合大范圍使用，因此還有改善的空間。

3.2 光分解技術(shù)

光分解技術(shù)是通過(guò)光的照射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中VOCs 的降解，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中VOCs 的治理目的。光分解技術(shù)的工作原理是有效利用光的直射下，光催化劑所產(chǎn)生的具有一定氧化作用的羥基自由基，它所具備的氧化作用要相對(duì)于普通的氧化劑強(qiáng)很多，因此可對(duì)大氣中的VOCs 進(jìn)行有效的降解，并通過(guò)與強(qiáng)氧化劑的化學(xué)反應(yīng)而生成無(wú)機(jī)物，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中VOCs 的治理目的。這種光分解技術(shù)相對(duì)于熱破壞技術(shù)來(lái)說(shuō)消耗的成本相對(duì)小一些，另外其安全性以及可靠性也是相對(duì)穩(wěn)定的，因此也是現(xiàn)階段應(yīng)用比較廣泛的一項(xiàng)大氣VOCs 治理技術(shù)。

3.3 超聲波解析技術(shù)

超聲波解析技術(shù)的應(yīng)用原理主要是利用超聲波發(fā)射過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量，利用這些熱量來(lái)對(duì)大氣中的VOCs 進(jìn)行降解，從而達(dá)到對(duì)大氣中VOCs 的治理效果，另外，超聲波發(fā)射所產(chǎn)生的熱量對(duì)于吸附劑吸附揮發(fā)性有機(jī)物具有很好促進(jìn)作用，因此利用超聲波解析技術(shù)對(duì)大氣中VOCs 治理的效果也更加明顯。通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的實(shí)驗(yàn)表明，這種治理技術(shù)對(duì)于活性炭等污染物的治理效果最為顯著[3]。超聲波解析技術(shù)可以說(shuō)是傳統(tǒng)的吸附技術(shù)和燃燒破壞技術(shù)的結(jié)合，因此超聲波解析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也更加顯著，既具備較高的資料效率，同時(shí)有具備治理成本較低的優(yōu)勢(shì)。

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的含量也在不斷的增多，其給人類(lèi)帶來(lái)的危害也日益嚴(yán)重，因此加強(qiáng)對(duì)大氣中VOCs 的治理至關(guān)重要。相關(guān)工作人員在一方面要加強(qiáng)對(duì)大氣中各種揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)，另一方面也要不斷的吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科研成果，對(duì)我國(guó)現(xiàn)行的治理技術(shù)加以完善，以此來(lái)提升我國(guó)大氣中VOCs 的治理效果，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的和諧發(fā)展。