空气中挥发性有机物监测技术与应用

沈伟

（杭州谱育科技发展有限公司，浙江 杭州 311300）

在空气污染中，挥发性有机物是重要组成环节，研究发现，部分挥发性有机物在经受阳光照射后，会在紫外线作用下和其他物质发生化学反应，甚至衍生其他污染物，最常见的就是甲苯、芳香烃等。基于挥发性有机物的特点显著，具备较强渗透性和挥发性特点，所以人体吸入后，将对身体健康造成严重影响。这就更应该加强对空气中挥发性有机物监测工作的关注，在随时掌握物质动态变化过程中，制定科学应对和预防方案。对此，本文将进一步探究空气中挥发性有机物监测技术，并阐述技术的应用问题，希望对环保工作的开展提供科学指导。

一、挥发性有机物质的主要来源与危害性概述

当前空气中出现的挥发性有机物主要产生来源在于人为排放和自然排放，且以人为排放居多。在当前社会整体工业水平飞速发展过程中，空气中的有机物类型和含量更是明显增加，据不完全统计，空气中挥发性有机物种类高达几十种，其中毒害物质占据四分之一左右[1]。在我们生活中最常见的污染源就是汽车尾气，在汽车尾气中含有大量烃类物质，而上下班期间更是汽车尾气集中排放的高峰期。基于挥发性物质的影响较大，所以一旦被人体吸收，很可能对人体呼吸系统、消化系统等结构造成直接影响，严重威胁了群众身体健康。部分有机物的出现还可能直接引起人体疾病，部分癌症的出现就和挥发性有机物存在密切联系。科学统计，室内环境下的挥发性有机物种类多达上百种，其中致癌物高达二十余种，我国呼吸系统研究发现，因为呼吸疾病致死患者中，很多患者发病都与长期室内空气污染相关[2]。

二、挥发性有机物采集方法

（一）容器收集法

容器收集法是目前最常见的技术手段，实践证明，该方法在浓度较高污染源收集中可发挥显著优势。在收集挥发性有机物期间，主要应用的收集容器就是塑料袋、罐子和注射器。塑料袋虽然应用起来比较方便，价格便宜，但是在具体使用期间很可能出现样品污染获取二次环境污染。而玻璃容器采样体积有限，并且玻璃材料有较强易碎性，针筒中很可能吸附样品气体，这也会造成一定程度上的样品损失。因此当前主要应用罐取样方法，这也是目前国内外采样主要应用的技术手段，该技术方法就是在提前进行真空处理的罐子中进行样品采集，在富集处理后，借助高效气象色谱进行样品定量和定性分析[3]。该技术方法主要优势在于能直接避免阳光直射，在稳定化学的反应期间，可以实现样品完整性的提升，技术回收率较高，避免因为污染和吸附对技术应用造成负面影响。

（二）有动力采样

在实际采样期间不仅需要对挥发性有机物平均浓度进行掌握，还要对挥发性有机物的峰值浓度进行测定，在此期间，有动力采样就能发挥较为显著的技术优势。传统的采集方法主要是借助活性炭进行吸附采样，但是此种方法的灵敏性较低，只能进行高浓度挥发性有机物的检测。而活性炭吸附外，Tenax 吸附剂也是近年来探索得出的稳定性材料，虽然此种吸附剂已经广泛应用在挥发性物质采集中，但是价格成本较高，同时吸附容量并不乐观。因此在多年技术探索和探究中发现活性炭纤维在样品采集期间作为吸附剂，不仅可以实现吸附容量增加的要求，还存在易解吸优势[4]。

（三）被动式采样

目前被动式采样主要应用在环境卫生和环保监测中。该技术方法更适合应用在室内环境的监测，如果需要进行室外或是大范围空气监测，则该方法并不适用。基于空气中的挥发性有机物含量比较集中，因此技术人员在样品采集期间需要直接将吸附剂暴露在空气中，在空气中挥发性有机物流动过程中实现吸附剂作用的发挥。虽然这种方法可以进行对挥发性有机物的监测，但是对于环境要求较高，如果空气流动性较差，那么该方法同样无法发挥显著优势。此外，温度和湿度等条件同样会对挥发性有机物监测产生直接影响。虽然当前采集方法逐渐多样，但是每种方法都存在优缺性，这就需要工作人员在技术应用期间严格考虑技术应用环境，保证技术手段应用合理性的稳定发挥。

三、空气中挥发性有机物监测方法的具体应用

（一）气相色谱法

在空气挥发性有机物监测中该方法的应用率较高，是对有机物含量进行准确监测的重要技术之一。该技术主要包含了样品采集和测定，在样品采集过程中，借助吸附管完成对样品的收集，同时在吸附剂作用下，将空气中的挥发性有机物进行保留，在及时进行吸附管加热后，有机物将逐渐在温度提升下进行分解，在惰性气体作用下进入毛细管气象色谱仪中，直接进行成分监测和研究[5]。样品在进样口中载入气流，而色谱柱完成分离后，将即时转化为色谱图，对于工作人员进行数据研究和处理有着重要帮助。但是该技术方法很可能出现监测实效性偏差问题，基于样品预处理相对繁琐，需要消耗大量溶液和试剂，监测成本较高，对空气条件稳定性要求较高，所以需要完善的内容仍然很多。在目前该技术手段的完善发展背景下，测定时间已经逐渐缩短。

在对气象色谱仪进行应用过程中，很可能会出现基线不稳定情况，这也会直接影响检测结果，因此工作人员也要对以下问题进行关注：首先，色谱污染。色谱柱主要是对成分进行分离，是设备技术的核心区域，如果该仪器使用频率较高，就意味着色谱柱中杂质增多，影响了基线稳定性。所以工作人员也可以在高温环境下进行老化处理，在低流速状态下进行温度恒定的老化处理，在几小时后色谱仪将恢复正常工作[6]。其次，载气不纯。色谱仪中需要保证惰性气体的流动，如果气体纯度受到影响，同样会对工作的开展造成影响。为切实提升气体纯度，当气体进入减压阀后，应该及时安装净化器，并根据实际载气纯度进行填充物选择。当前部分工作人员在处理该工作期间没有对气源问题进行关注，这也是引发基线不稳的主要原因之一。

（二）在线监测技术

和传统技术相比，在线监测技术的主要特点就是借助环路或浓缩管进行样品导入，样品气在微压环境下进行导入，之后借助活塞系统影响，短时间内进行样品气体压缩处理，直至获取足量样品气。被压缩的样品气体在短时间内同样会被加热脱离吸附，之后就需要在载气过程中进行有效分离。在分离期间工作人员可以借助电磁阀对色谱峰高度进行控制，此方法不仅能对分离效率进行提升，还可以实现对不同沸点物质的分离[7]。

（三）激光色谱分析

激光色谱技术是近年来发展的重要技术手段之一，适合应用在挥发性有机物监测中，目前应用的二极管激光光谱分析法，主要就是借助差分吸收特点，减少样品气体中杂质对监测结果的负面影响。在对该技术进行研究期间发现，该技术的检测反应时间极短，监测精度更强，在多种恶劣环境中仍然可以进行检测，已经实现了应用范围的不断提升[8]。但是和其他技术手段相比，该技术需要应用的监测成本偏高，所以仍然存在较大创新和探索空间。

结束语：综上所述，在当前时代发展水平全面提升背景下，群众对空气中挥发性有机物质监测也提出了更为严格的要求和标准。基于每种技术手段都存在各自优势和不足，所以工作人员在实际工作中也要针对空气监测要求和实际情况进行技术调整和选择。目前对挥发性有机物监测技术的研究仍然集中在方法上，怎样对挥发性有机物采样中的挥发问题进行控制，提升样品检测纯度是今后监测重点，所以技术人员和工作者更应该加强上述问题的探索，在全面提升挥发性有机物监测质量和水平基础上，实现空气环境管控中技术手段的稳定发挥。