強曉東

（太原市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山西 太原 030002）

太原為國內(nèi)非常重要的一個工業(yè)城市，該市有多個化工園區(qū)，包括有機化工、農(nóng)藥生產(chǎn)以及制藥等，其中化工原料與產(chǎn)品的生產(chǎn)擁有多種類型，生產(chǎn)技術(shù)與工藝相當復雜，牽涉到化學品以及有毒害物品的生產(chǎn)與儲存，擁有相當明顯的結(jié)構(gòu)性污染特征，導致大氣污染發(fā)生率不斷加大，與此同時，生產(chǎn)過程中的刺激性氣體對周邊環(huán)境也會造成一定的污染，對民眾的生活帶來影響。大氣有機污染應急監(jiān)測屬于近幾年比較流行的一種檢測方法，主要對污染物的種類、產(chǎn)生的危害、污染范圍、濃度大小等進行監(jiān)測[1-2]。目前環(huán)境空氣污染應急監(jiān)測技術(shù)主要包含6 種，除便攜式紅外光譜法、氣體檢測儀以及便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）之外，還包括便攜式氣相色譜法、試劑盒法以及氣體檢測管法等監(jiān)測方法。其中氣相色譜法很難對未知有機物的施工現(xiàn)場進行定量或定性分析；便攜式光離子化檢測器（PID）在工作過程中只能對揮發(fā)性有機物的含量進行監(jiān)測，無法對其作出定量或者定性的檢測；試劑盒法與氣體檢測管法檢測對象主要為無機物，很難對大部分有機污染物進行監(jiān)測，對于那些未知的污染物也無法做出定量與定性的監(jiān)測；便攜式紅外光譜法在監(jiān)測過程中準確率整體偏低，容易受到外界的干擾；便攜式GC-MS 定性能力比較強，同時具有很高的分離效率，在多污染因子檢測過程中可進行定量及定性檢測，很少受到外界的干擾，因此在大氣有機物應急監(jiān)測中應用率相當高[3-5]。

太原化工園區(qū)存在多種不同的有機污染物，這些污染物成分相當復雜，也具備一定的代表性。本文研究以這些污染物作為樣本，針對環(huán)境突發(fā)事件里面有機污染物的應急監(jiān)測方法進行探究，研究過程主要采用到便攜式GC-MS，對空氣中出現(xiàn)異味的有機化合物進行定量或者定性，然后結(jié)合污染物的具體特征對負有責任的排污企業(yè)加以確認，在此基礎(chǔ)上提出相應的治理措施。

1 試驗部分

1.1 主要儀器

本文使用的Hapsite Smart 便攜式GC-MS 儀，生產(chǎn)廠家為美國英福康公司，該設(shè)備配置有100%聚二甲基硅氧烷色譜柱（30 m×0.32 mm×1.0 μm），同時還專門配置了進樣探頭與Tri-Bed Carbon 濃縮管，其中載氣全部為高純度氮氣。

1.2 分析條件

氣相色譜條件：采樣時間60 s，色譜柱最開始的溫度為60 ℃，該溫度需保持7 min 左右，每分鐘溫度從20 ℃逐漸增加到150 ℃，然后再從每分鐘10℃增加到180 ℃。質(zhì)譜條件：電子電離源的電壓大小為70 eV，掃描范圍從45～300 u 不等。

2 大氣有機污染應急監(jiān)測

2.1 建立企業(yè)特征污染物數(shù)據(jù)庫

為了在最快時間內(nèi)對氮氣有機污染的源頭進行查找，需要及時創(chuàng)建與化工園區(qū)內(nèi)特征污染物有關(guān)的大型數(shù)據(jù)庫。一旦出現(xiàn)大氣有機污染，可直接通過便攜式GC-MS 等設(shè)備對空氣里面出現(xiàn)異味的化合物進行半定量以及定性檢測，然后結(jié)合當時的風向以及風力等外部因素特征，結(jié)合定量以及定性分析所得的結(jié)果，與特征污染物數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行查詢和對比，在此基礎(chǔ)上可以對負有責任的排污企業(yè)加以確認。

為了對化工園區(qū)里面大氣特征污染物進行確認，在采樣時需要對企業(yè)生產(chǎn)裝置的上下兩個不同的風向進行采樣，該過程使用的設(shè)備為便攜式GC-MS，對其進行半定量以及定性掃描，然后將溴五氟苯（BPFB）以及需要檢測的物質(zhì)對應的峰高進行讀取，待測物質(zhì)濃度大小的計算公式為式（1）：C待測物質(zhì)=（0.01 TIC待測物質(zhì)M待測物質(zhì)）/（22.4 TICBPFB）.（1）式中：TIC 為總離子流圖峰高；M 為物質(zhì)的量；BPFB為標準物質(zhì)。

針對化工園區(qū)里面企業(yè)進行多次檢測，將上風向企業(yè)產(chǎn)生的影響直接排除，然后綜合考慮產(chǎn)品、使用的原料以及生產(chǎn)工藝等的影響，在此基礎(chǔ)上即可對特征污染物加以確認。

2.2 溯源案例分析

某天傍晚，有群眾舉報太化工業(yè)園區(qū)的某個區(qū)域出現(xiàn)異味，隨后應急監(jiān)測人員迅速攜帶有關(guān)設(shè)備前往事發(fā)點，通過便攜式GC-MS 設(shè)備對現(xiàn)場環(huán)境進行檢測，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場空氣中存在4 種有機化合物，除了環(huán)己烷與三氯甲烷之外，還包括苯乙烯與1，2-二氯乙烷兩種有機化合物。

當時的風向確定為東南風，出現(xiàn)異味的地點經(jīng)檢測為某化工園區(qū)的正下風向處，經(jīng)過初步判斷確定為該園區(qū)污染導致的。應急監(jiān)測人員進入該園區(qū)之后，聞到比較濃的氣味，然后通過便攜式GC-MS 設(shè)備對環(huán)境進行監(jiān)測，以此為基礎(chǔ)基本上確定污染的具體范圍。

應急監(jiān)測車行駛到圖1 中①②③三個點位，此時色譜流圖里面的TIC 值快速增大，基本上可以判斷以上3 個點位與園區(qū)其他點位相比有機污染物濃度更高。

圖1 某化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)分布示意

在①②③三個點位直接通過便攜式GC-MS 進行檢測，然后對其進行半定量以及定性分析，最終所得結(jié)果可見表1。A 下風向氣體樣品離子流的具體情況可見圖2。

表1 不同點位環(huán)境空氣中有機物測定結(jié)果

圖2 A 化工廠下風向氣體樣品的總離子流

通過表1 可以看出，C 廠下風向②點位檢測出3 種有機化合物，第一種為1，2-二氯乙烷，第二種為正己烷，第三種為苯乙烯，其中后兩種屬于C 廠的特殊污染物，第一種與B 廠特征污染物基本保持一致；B 廠下風向的③點位發(fā)現(xiàn)兩種物質(zhì)，第一種為正己烷，第二種為1,2-二氯乙烷，由于受到C 廠的影響也檢測出一定含量的苯乙烯。由此可知，B 廠與C 廠共有的特征污染物為正己烷，當時的風向為東南風，經(jīng)判斷可知與點位②相比點位③正己烷濃度更高。

通過圖2 和表1 分析可以看出，點位①檢測出4 種物有機化合物，除環(huán)己烷與三氯甲烷兩種物質(zhì)之外，還包括甲基環(huán)己烷與二氯甲烷，這些都屬于A 廠特有的污染物。參照表1 可以看出，由于受到A，B 兩廠上風向的影響，在點位①檢測出1，2-二氯乙烷這一種A，B 兩廠共有的污染物；由于受到C 廠上風向的影響，在點位①檢測出苯乙烯這一C 廠特有的污染物；由于受到G 廠的影響，在點位①檢測出庚烷這一G 廠特有的污染物。

對監(jiān)測結(jié)果進行分析，可以看出在化工園區(qū)中的A 廠下風向點位①檢測出3 種有機化合物，除環(huán)己烷與1，2-二氯乙烷兩種物質(zhì)之外，還包括三氯甲烷有機化合物，同時還檢測出C 廠下風向點位②擁有一種特征污染物，也就是苯乙烯，與群眾舉報的現(xiàn)場環(huán)境檢測結(jié)果基本保持一致。經(jīng)過分析可知，此次大氣污染基本上來自于A 廠，當然B 廠與C 廠也有一定的責任。進入廠區(qū)之后進行全面排查，發(fā)現(xiàn)污染的主要原因在于3 個廠的環(huán)保設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，對這3 個廠進行限期整改，整改之后發(fā)現(xiàn)污染問題得到了很好的解決。

3 大氣有機污染管理對策

在治理大氣有機物污染時除進行監(jiān)測之外，還要做好全方位監(jiān)管，一般來說可以通過末端監(jiān)測處罰治理的方法，也可以將其與重點污染企業(yè)強制進行生產(chǎn)驗收的方式相結(jié)合，注意更好地減少大氣污染的發(fā)生率，同時還要及時創(chuàng)建化工聚集區(qū)，針對不同企業(yè)的污染物名單加以確認，有助于對大氣污染的源頭進行監(jiān)測，對企業(yè)的污染物的排放展開全方位監(jiān)管。

3.1 加強末端監(jiān)測處罰治理

末端監(jiān)測處罰治理首先要強化有機污染物的監(jiān)測能力，制定一套匹配的行政處罰措施。其中增強監(jiān)測能力指的是對在線監(jiān)測以及應急監(jiān)測的能力與具體范圍進行擴充，全面強化設(shè)備的配置和使用。在環(huán)境監(jiān)測以及執(zhí)法的過程中，嚴格按照國家有關(guān)部門頒發(fā)的污染物排放標準以及相關(guān)準則進行處罰；對于那些沒有設(shè)置環(huán)境污染標準以及排放標準的，可結(jié)合現(xiàn)實狀況創(chuàng)建地方性的環(huán)境污染排放與質(zhì)量標準。

3.2 推行清潔生產(chǎn)

結(jié)合《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》，全面實施清潔生產(chǎn)的審核與驗收工作，在源頭上進行全面治理。有的企業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)大氣有機污染的情況，對此要進行強制性的生產(chǎn)審核以及驗收，全面調(diào)查企業(yè)的流水線，然后利用合理的方法計算物料流失情況，找到大氣污染的根本原因。同時還要對企業(yè)的生產(chǎn)管理、物料的儲存運輸、廢棄物的排放等展開深入調(diào)查，找到其中的問題并實施有效的治理對策，在源頭上全面降低廢棄物的產(chǎn)生。企業(yè)在生產(chǎn)過程中清潔目標可以設(shè)置為TVOC、臭氣等濃度的具體標準，以此作為基礎(chǔ)對企業(yè)的環(huán)保能力進行考察和驗收。

3.3 建立有機污染物在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

要想從根源上解決大氣污染問題，其中的一個有效措施就是創(chuàng)建有機污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)。結(jié)合有機污染物的具體類型以及來源，同時參考企業(yè)的整體布局情況，在重點企業(yè)污染物排放口及時設(shè)置在線氣相色譜以及飛行時間質(zhì)譜，同時還要在公共位置設(shè)置遠程無線監(jiān)控設(shè)備，通過在線的方式對污染物的排放情況進行全方位監(jiān)控和監(jiān)測。

3.4 建立化工聚集區(qū)各企業(yè)特征污染物名單

針對企業(yè)的物料進出記錄進行查詢，對生產(chǎn)工藝和具體的流程做好日常記錄，有助于對企業(yè)的整體運作情況加以掌握。針對化工聚集區(qū)企業(yè)展開多次監(jiān)測，將上風向企業(yè)帶來的影響直接排除，然后提前進行摸底檢測，將最終所得結(jié)果進行整理分析，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建一套特征污染物檔案，有助于后續(xù)追根溯源以及追究相應的責任。

3.5 加強企業(yè)無組織排放監(jiān)測與監(jiān)管

傳統(tǒng)的環(huán)保工作基本上集中在有組織排放方面，事實上，目前大氣有機污染的主要來源在于設(shè)備的揮發(fā)以及線路等造成的污染物大量排放。由此可知，針對企業(yè)無組織的排放，需要進行全方位的監(jiān)管與監(jiān)測，在惡劣氣候下企業(yè)排放污染物需要及時進行應急處理以及環(huán)保設(shè)施等方面的演練。

4 結(jié)語

在應急監(jiān)測大氣有機污染方面需要用到便攜式GC-MS 設(shè)備以及技術(shù)手段，有助于快速查找污染源。對于多種不同的惡臭夾雜的現(xiàn)象，通過該技術(shù)有助于對空氣里面的有機物成分展開分析，然后與企業(yè)特征污染物相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢和對比，即可對負有排污責任的企業(yè)加以確認。本文研究在一定程度上可以為強化大氣有機污染的溯源提供參考，同時還能給環(huán)境污染的控制、監(jiān)管以及執(zhí)法提供數(shù)據(jù)方面的借鑒。