楊 萌 許 信

（1 河南省南陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 河南南陽 473000 2 河南省南水北調(diào)中線渠首生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 河南南陽 474475）

引言

在空氣中常常會(huì)有揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）伴隨其中，揮發(fā)性有機(jī)物其實(shí)就是在空氣中的化合物成分，這些化合物的沸點(diǎn)是在50℃到250℃之間，在常溫的情況下，這邪惡揮發(fā)性有機(jī)物常常是以整機(jī)的模式下存在的，種類甚至多達(dá)幾十種，這些揮發(fā)物中的多會(huì)含有環(huán)芳烴成分，當(dāng)空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物超過一定的數(shù)值是會(huì)對(duì)人體帶來傷害，致癌的可能性也會(huì)增加，揮發(fā)性有機(jī)物的源頭其實(shí)就是兩大類的組成，其一是自然因素，自然因素顧名思義就是指動(dòng)植物、微生物；再則就是人為因素，主要就是日常人們生活中的是汽車尾氣排放，還有工業(yè)生產(chǎn)中化工廠污染源排放[1]?，F(xiàn)在，我們生存環(huán)境中空氣中常常會(huì)有PM2.5 和O3污染現(xiàn)象產(chǎn)生，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因就是揮發(fā)性有機(jī)物所引起的。

基于此，全球方位內(nèi)的生態(tài)研究領(lǐng)域都已經(jīng)非常重視監(jiān)測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的與治理揮發(fā)性有機(jī)物。我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中也非常重視揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)工作。目前，環(huán)境揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)方法中使用頻率最高的就是氣相色譜法，這種方法的分析速度比較快，同時(shí)靈敏度也比較高。

1 揮發(fā)性有機(jī)物的定義

揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile OrganicCompounds，以下簡(jiǎn)稱VOCs）的在全球范圍內(nèi)都沒有一致的定義，目前，在各個(gè)種類的檢測(cè)方式中人們對(duì)于目標(biāo)化合物的檢測(cè)也越來越重視[1]。接下來將目前全球范圍內(nèi)針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定義方式進(jìn)行分析：

例如，首先在世界衛(wèi)生組織（WHO）的定義中認(rèn)為：當(dāng)某類有機(jī)物化合物大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的時(shí)候，并且在室溫以下以氣態(tài)的狀態(tài)保留于空氣中、并且其沸點(diǎn)的范圍50 攝氏度到260 攝氏度之間的化合物的總稱視為揮發(fā)性有機(jī)物。其次是美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署（EPA）、美國(guó)ASTMD3960－98 標(biāo)準(zhǔn)等將揮發(fā)性有機(jī)物的定義是某種有機(jī)化合物能與大氣光化合產(chǎn)生作用的稱為揮發(fā)性有機(jī)物[2]。最后現(xiàn)在我們國(guó)家對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物的定義是沒有具體的準(zhǔn)則，在我國(guó)環(huán)保部門公布的《十三五揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》 里對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物的定義延用了美國(guó)EPA 的具體定義，揮發(fā)性有機(jī)物是根據(jù)能否與大氣光化學(xué)產(chǎn)生反應(yīng)的有機(jī)化合物，其中主要是成分中含有硫的有機(jī)化合物，例如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等、含氧有機(jī)物、揮發(fā)性鹵代烴、甲硫醇、甲硫醚等，這些化合物都是形成臭氧（O3）和細(xì)顆粒物（PM2.5）污染的重要前體物。

2 揮發(fā)性有機(jī)物的來源及危害

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定且健康的發(fā)展著，城市化的進(jìn)程也隨之不斷發(fā)展深化，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展在國(guó)家發(fā)展的進(jìn)程中也在積極發(fā)展著，隨著而來的就是在我國(guó)各方面發(fā)展的同時(shí)，給環(huán)境也帶來了不同程度的影響與破壞，尤其是在環(huán)境空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物的的污染情況也在持續(xù)深化，越來越得到社會(huì)各界的重視。揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的主要來源是工業(yè)領(lǐng)域和生活來源，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs 的）成分比較多，其中有非甲烷烴類的成分，比如（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等）、還有含氧有機(jī)物的成分，比如（醛、酮、醇、醚等）以及含氯、含氮、含硫有機(jī)物等。

在《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》(公告2013 年第31 號(hào))中有關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物的定義，在工業(yè)領(lǐng)域的來源主要是石油化工生產(chǎn)行業(yè)，比如在石油煉制與石油化工、煤炭加工與轉(zhuǎn)化等等的還有非甲烷總烴這種原料的污染，其次就是油類（燃油、溶劑等）的儲(chǔ)藏與運(yùn)輸、及銷售的過程，還有涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)藥等等，以非甲烷總烴作為生產(chǎn)原料的行業(yè)，涂裝、印刷、粘合、工業(yè)清洗等等含有非甲烷總烴產(chǎn)品的使用過程；生活來源主要是在建筑行業(yè)發(fā)展過程中，建筑內(nèi)部有的裝飾與裝修，餐飲行業(yè)的污染以及在服裝干洗行業(yè)的污染。

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是存在危害的，主要從三個(gè)方面分析：

（1）在揮發(fā)性有機(jī)物中，由于一些成分是有毒有害的，當(dāng)周圍環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)物的濃度超過一定數(shù)值時(shí)，在短期時(shí)間里人們可能會(huì)出現(xiàn)頭疼、惡心、嘔吐、乏力等身體不適的狀況，嚴(yán)重的時(shí)候可能還會(huì)造成抽搐、昏迷，對(duì)人體的肝腎和大腦功能，以及大腦神經(jīng)系統(tǒng)造成影響，同時(shí)也有可能會(huì)造成記憶力有所降低的嚴(yán)重后果。

（2）在揮發(fā)性有機(jī)物中某些物種擁有特別強(qiáng)的光化學(xué)反應(yīng)活性，這些物種是造成臭氧的重要前體物。

（3）揮發(fā)性有機(jī)物也是參與光化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，在細(xì)顆粒物中的屬于其重要成分之一，是出現(xiàn)灰霾天氣的重要前體物。

3 環(huán)境工程中的VOCs 監(jiān)測(cè)方法分析

3.1 傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)

氣相色譜法（GC）、液相色譜分析法、反射干涉光譜法、離線超臨界流體萃?。℅C-MS）法和脈沖放電檢測(cè)器法等是關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)中傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法。在目前VOCs 監(jiān)測(cè)工作中最常用到的方法就是氣相色譜法（GC）和離線超臨界流體萃?。℅C-MS）法。

其中，氣相色譜法有點(diǎn)在與有非常高的選擇性以及靈敏性，并且其分析的速度比較快，在實(shí)際的監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的范圍相對(duì)來說比較廣[2]。而離線超臨界流體萃?。℅C-MS）法在有著相較強(qiáng)的的分離作用之外，即可以地進(jìn)行有指向性的鑒定，還能針對(duì)未分離的色譜峰進(jìn)行檢測(cè)，在監(jiān)測(cè)后的分析工作中，無論是監(jiān)測(cè)的靈敏性，還是關(guān)于監(jiān)測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)分析能力，都有著較高的準(zhǔn)確性?；诖?，在目前的環(huán)境工程中關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)方式主要為離線超臨界流體萃?。℅CMS）法。

3.2 在線監(jiān)測(cè)

雖然目前在環(huán)境工程中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)方法大多采用氣相色譜法或離線超臨界流體萃取法，并且取得良好的石油效果，但是并不能忽視這兩種方法的限制性。隨著人們對(duì)于環(huán)境工程的重視，也越來越注重并且著力于環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的在心監(jiān)測(cè)方法的分析與鉆研，比如膜萃取氣相色譜技術(shù)與激光光譜技術(shù)的應(yīng)用[3]。但目前在新檢測(cè)的監(jiān)測(cè)一期還是存在缺點(diǎn)，比如價(jià)格昂貴，一期的體積相對(duì)龐大等，這些缺點(diǎn)在一定程度上限制了其應(yīng)用的范圍。

目前，可調(diào)諧激光技術(shù)的發(fā)展也越來越順利，這種技術(shù)的監(jiān)測(cè)手段也越來越完整，相信在以后的揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)工程中可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)能發(fā)揮出更大的作用。

3.3 高效液相色譜法

在自動(dòng)化技術(shù)大力發(fā)展的背景下，高效液相色譜法應(yīng)運(yùn)而生。這種方式的優(yōu)勢(shì)也較為明顯，同樣也有著高效的監(jiān)測(cè)能力，高效液相色譜法是根據(jù)也想色譜和質(zhì)譜的相互接連，從而有效提升分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的能力，并且在監(jiān)測(cè)中能夠有效的鑒定出相對(duì)復(fù)雜的監(jiān)測(cè)樣本中的微量化合物。

并且還能保證在監(jiān)測(cè)后不破壞檢測(cè)后的樣本的自體結(jié)構(gòu)，而且，高效液想色譜法的靈敏性也比較高，對(duì)于樣本成分的分析能力也很突出，在樣本監(jiān)測(cè)中可以達(dá)到液到液、液到固、離子交換、離子對(duì)的分離，并且能更有效保證定量分析[3]。其次，紫外檢驗(yàn)、熒光檢驗(yàn)等一些方法是高效液相色譜法大多采用的方法，能夠有效擴(kuò)大需要監(jiān)測(cè)的范圍，進(jìn)而提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大力推動(dòng)了關(guān)于改進(jìn)方案的落實(shí)。

3.4 吸附管采樣-熱脫附

在環(huán)境工程揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)中，一部分特殊的化合物能夠根據(jù)吸附管取樣和熱脫附的方式來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，TO-17 在空氣中采集樣品時(shí)，使用了吸附管取樣熱脫附監(jiān)測(cè)技術(shù)，收集了30 多種揮發(fā)性有機(jī)化合物，如氯苯、苯系物和鹵代烴，在氣相色譜分離過程中，經(jīng)熱脫附后，通過質(zhì)譜儀進(jìn)行鑒定。這個(gè)技術(shù)操作容易，選擇性高，經(jīng)濟(jì)投入也低。它可以在沒有液氮的情況下冷卻，并可用于收集和處理大體積樣品。吸附管取樣不可以應(yīng)用在性質(zhì)差別太大的組分，特別是低碳等揮發(fā)性組分。吸附能力弱的低碳組分在C3 以下，C2 化合物如乙炔、乙烯、乙烷等占揮發(fā)性有機(jī)物總量的30%以上。乙炔和乙烯的臭氧生成系數(shù)給為臭氧的生成帶來了很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，基于此，吸附管采樣熱解吸并不適用于環(huán)境空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的監(jiān)測(cè)。高濃度樣品出現(xiàn)穿透情況的幾率高，采樣時(shí)要應(yīng)用串聯(lián)方式，但吸附柱發(fā)生中毒的幾率也會(huì)比較高。針對(duì)極性較高的酮和醛，由于這兩個(gè)方式的靈敏度很低，所以，應(yīng)用吸附管采樣或罐采樣的過程就比較繁瑣。將HJ6833l-2014 樣品管填充并涂上2,4-二硝基苯肼，所得到衍生物,穩(wěn)定性極高，可以儲(chǔ)存一個(gè)月。乙腈溶解后，應(yīng)用液相色譜法進(jìn)行取樣分析。該方法簡(jiǎn)便、靈敏、成本低。適用于醛、酮的測(cè)定。由于應(yīng)用范圍小，該方法僅限于醛和酮的檢測(cè)。

3.5 其他的監(jiān)測(cè)方法

在環(huán)境工程揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)中，除去上文中描述的監(jiān)測(cè)方式，另外還有一些的監(jiān)測(cè)方法，比如通過HJ1011－2018 傅利葉變換紅外氣體分析儀器進(jìn)行檢測(cè)，在監(jiān)測(cè)空氣中的乙烷、乙烯、丙烯、乙炔、苯、甲苯、乙苯和苯乙烯等揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)，由于這種儀器的優(yōu)點(diǎn)在于比較方便攜帶，對(duì)于監(jiān)測(cè)的實(shí)際環(huán)境要求也不高，但是這種儀器監(jiān)測(cè)也存在一定局限性，因?yàn)樵趯?shí)際監(jiān)測(cè)工作中這類儀器的監(jiān)測(cè)種類并不多，并且檢出限（檢出限一般有儀器檢出限，儀器檢出限是指分析儀器能檢出與噪音相區(qū)別的小信號(hào)的能力）較高，所以在監(jiān)測(cè)工作中主要適用于應(yīng)急定性和半定量的監(jiān)測(cè)任務(wù)。

其余監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法：無法進(jìn)行多組分監(jiān)測(cè)任務(wù)，對(duì)于單一或幾種污染物的監(jiān)測(cè)工作會(huì)多一些，HJ583－2010，HJ584－2010，這兩總儀器就只能監(jiān)測(cè)幾種常見的苯系物。

4 適合我國(guó)的環(huán)境空氣VOCs 監(jiān)測(cè)方法探討

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于環(huán)境工程的也越來越重視，對(duì)于環(huán)境工程中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)也逐漸嚴(yán)格，目前對(duì)于揮發(fā)性檢測(cè)無的監(jiān)測(cè)方法和儀器選擇很多，但是根據(jù)我們國(guó)家的實(shí)際情況，氣相色譜法（GC）和離線超臨界流體萃?。℅C-MS）法是目前在我們國(guó)家進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作中使用最多的方法，這兩種方法也是可以監(jiān)測(cè)數(shù)量比較多的揮發(fā)性有機(jī)物的儀器。其次，在現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室方法監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物的方法有兩種較為普遍，并且這兩種方法的可造作性較高，第一種是固體吸附/熱脫附/GC 或GC-MS 方法，第二種是是罐采樣/冷凍預(yù)濃縮/GC 或GC-MS 方法。

在運(yùn)用這兩種方法的監(jiān)測(cè)中，兩種方法全是根據(jù)富集（從大量母體物質(zhì)中搜集欲測(cè)定的痕量元素至一較小體積，從而提高其含量至測(cè)定下限以上的這一操作步驟。）空氣中的低濃度揮發(fā)性有機(jī)物，通過聚集的揮發(fā)性有機(jī)物的最低含量能通過GC 或者GC-MS 進(jìn)行采樣并對(duì)目標(biāo)忽而何物進(jìn)行詳細(xì)地分析，從而得到準(zhǔn)確性較高的測(cè)定數(shù)據(jù)。從目前的監(jiān)測(cè)效果來看，更有優(yōu)勢(shì)的方式是罐采樣/冷凍濃縮方法。

結(jié)語

綜上所述，環(huán)境工程是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，而針對(duì)環(huán)境工程中的揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)更是必不可少的，所以在監(jiān)測(cè)工作中要根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，采用實(shí)用性強(qiáng)的監(jiān)測(cè)方式，提高數(shù)據(jù)的完整整形、有效性，通過監(jiān)測(cè)采取有效的解決措施，為我國(guó)的環(huán)境健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。