揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法與治理技術(shù)

朱勁松 王剛（山西汾西機(jī)電有限公司，山西 太原 030027）

揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法與治理技術(shù)

朱勁松 王剛（山西汾西機(jī)電有限公司，山西 太原 030027）

現(xiàn)如今大眾關(guān)注的熱點(diǎn)當(dāng)屬環(huán)境污染問題，其不僅僅會(huì)對(duì)人的身體健康造成影響，還會(huì)對(duì)人類社會(huì)造成間接危害，需要予以重視和關(guān)注。在眾多環(huán)境污染物中，化學(xué)性能最強(qiáng)，能夠結(jié)合其他污染物形成復(fù)合性污染的物質(zhì)就是揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds，VOCs)，隨著其排放量的逐年增加，我國(guó)的大氣污染問題變得日益嚴(yán)重。本文通過對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的監(jiān)測(cè)方法和治理技術(shù)進(jìn)行分析，希望能夠找到合理而又經(jīng)濟(jì)的治理方法和效果。

揮發(fā)性有機(jī)物；監(jiān)測(cè)；治理

根據(jù)世界衛(wèi)生組織，揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)有如下定義：在室溫狀態(tài)下，沸點(diǎn)達(dá)到50℃到250℃之間，飽和蒸汽壓不低于133.32Pa的化合物，是一種以蒸汽形式存在的有機(jī)物。垃圾處理、石油的化工生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車尾氣、污水處理都會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)，它普遍存在并包含大量的有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和人類的生存都造成了很大的影響，例如人們會(huì)在短時(shí)間內(nèi)有記憶力減退、嘔吐、頭痛、昏迷等不同的癥狀，需要對(duì)其監(jiān)測(cè)和治理技術(shù)進(jìn)行研究，從而避免其危害性進(jìn)一步擴(kuò)大。

1 揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法

1.1 膜萃取氣相色譜技術(shù)

最近幾年，在多種因素的限制下，膜技術(shù)成為了揮發(fā)性有機(jī)物VOCs檢測(cè)的首要選擇，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行膜萃取時(shí)，避免出現(xiàn)了相間的混合過程，減少形成乳液狀的可能性，讓溶劑的用量達(dá)到最低的損耗，在萃取劑與樣品接觸的過程中，能夠保證檢測(cè)的有效性[1]。在利用膜萃取氣相色譜技術(shù)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，透過纖維膜，VOCs能夠與惰性氣體進(jìn)行有效結(jié)合，并被吸收和壓縮，通過電流加熱的模式，形成時(shí)間間隔，從而注入裝置中。經(jīng)過一段時(shí)間后，膜萃取能夠達(dá)到恒定的狀態(tài)，進(jìn)而可以確保得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

1.2 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜

由于VOCs具有較高的活性，無論是樣品采集，還是進(jìn)行儀器分析，都存在著一定的困難，采用在線分析的技術(shù)手段能夠有效避免受到衍生化的困擾，確保得到更加準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。作為可以高效率檢測(cè)大氣中揮發(fā)性物質(zhì)的檢測(cè)方法，質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜具有較高的靈敏度，能夠快速進(jìn)行性能分析，通過在線采樣，不需要進(jìn)行濃縮等操作過程，提高效率。

1.3 吸附劑富集檢測(cè)法

所謂吸附劑富集檢測(cè)法，就是指通過對(duì)某些固體吸收劑的使用，達(dá)到對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs進(jìn)行吸附濃縮的過程，可以有效結(jié)合采樣與濃縮這兩個(gè)過程，具有較好的實(shí)用性能。在對(duì)氣體的污染物濃度進(jìn)行選擇時(shí)，主要運(yùn)用吸附管的方法，得到平均濃度，確保吸附劑的正確選擇，對(duì)于吸附劑的填充量不能超過19。相對(duì)比而言，吸附劑富集檢測(cè)法具有較低的價(jià)格，能夠進(jìn)行重復(fù)使用，便于清洗，具有較廣泛的采集體積空間，但是對(duì)于揮發(fā)性較高的化合物，該檢測(cè)方法不適用。

2 揮發(fā)性有機(jī)物VOCs治理技術(shù)

2.1 冷凝回收技術(shù)

所謂冷凝回收技術(shù)，主要是運(yùn)用提高氣壓或者降溫的方法，使得氣體狀態(tài)下的VOCs可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螒B(tài)的物體，之后運(yùn)用物理性質(zhì)，在不同溫度下，使得VOCs和其他氣體進(jìn)行分離[2]。運(yùn)用冷凝回收技術(shù)的主要弊端在于需要消耗較大的高壓和低溫的能量，無法對(duì)一些中等或者高等揮發(fā)性氣體進(jìn)行凈化，具有較高的設(shè)備成本，但總成本相對(duì)其他技術(shù)而言，消耗較低；優(yōu)點(diǎn)在于可以凈化濃度和沸點(diǎn)高的氣體，通過催化燃燒等輔助的方法，可以表現(xiàn)出更加良好的性能。

2.2 膜基吸收回收技術(shù)

所謂膜基吸收技術(shù)，就是對(duì)中空的纖維微孔膜進(jìn)行運(yùn)用，兩相在膜的兩側(cè)進(jìn)行流動(dòng)，膜的表面會(huì)阻止兩相的接觸，避免出現(xiàn)乳化情況。在對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs進(jìn)行治理時(shí)，相對(duì)比于其他技術(shù)，膜基吸收技術(shù)能否得到高效的利用在于吸收劑的選擇，其推動(dòng)力僅僅有低壓這一個(gè)基本需求，就可以保持界面的穩(wěn)定性。膜基吸收回收技術(shù)具有便捷的操作流程，較高的回收效率，較低的能耗，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，作為一個(gè)連續(xù)的過程，可以對(duì)有機(jī)物進(jìn)行回收。

2.3 生物氧化技術(shù)

所謂生物氧化技術(shù)，就是指通過代謝、氧化微生物、消化等一系列過程，分解和講解有機(jī)物的過程，使得有機(jī)物最終變?yōu)镃O2和H2O[3]。具體操作流程如下：將含有揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的氣體加入設(shè)備中，首先進(jìn)行加濕操作，其次，引入生物濾床，讓氣體隨著生物濾床進(jìn)行移動(dòng)，通過一些綜合效應(yīng)，例如擴(kuò)散和平流吸入，進(jìn)入到填料液膜，最后，通過生物膜，能夠接觸濾料上的生物菌種，進(jìn)而發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，降解揮發(fā)性有機(jī)物VOCs。采用生物氧化技術(shù)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物VOCs進(jìn)行治理，主要的優(yōu)勢(shì)在于具有統(tǒng)一的設(shè)備，較低的成本，簡(jiǎn)單的公益手段；劣勢(shì)在于時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備的體積大，沒有辦法加速處理過程，效率低下，無法降解混合的物質(zhì)，生物的菌種對(duì)于溫度等外界條件提出較高的要求，較難實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的監(jiān)測(cè)而言，要結(jié)合膜萃取氣相色譜技術(shù)、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜、吸附劑富集監(jiān)測(cè)法三種監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，避免監(jiān)測(cè)方法的局限性，伴隨著監(jiān)測(cè)原理與技術(shù)的進(jìn)一步完善，將會(huì)在監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮重大的作用；對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)物VOCs的治理技術(shù)而言，目前最為常見的技術(shù)當(dāng)屬冷凝回收技術(shù)，由于具有較低的成本和較高的安全性能使得其具有較大的優(yōu)勢(shì)，可以在未來進(jìn)行推廣，也是治理研究的最為主要的方向。

[1]孫眾蜻，劉娟，伏晴艷環(huán)境空氣中VOCs在線監(jiān)測(cè)法與SUMMA罐采樣氣相色譜—質(zhì)譜法比對(duì)研究.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2009,25(3):23-28.

[2]李悅，邵敏，陸思華.城市大氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2015,4(31):1-7.

[3]劉澤常，李娜，侯魯健，濟(jì)南市環(huán)境空氣VOCs污染特征及來源識(shí)別[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2014,30(6):83-88.

朱勁松（1969-），女，山西原平人，本科，1990年畢業(yè)于九江船舶工業(yè)學(xué)校機(jī)械制造專業(yè)，工程師，研究方向：固廢利用及氣體分離。