空气中挥发性有机物的污染来源及防治措施

空气中挥发性有机物的污染来源及防治措施

施惠清

江苏国鼎环保产业集团有限公司 江苏南通 226001

摘要：为了对空气中挥发性有机物（VOCs）的来源进行探究，并做好相应的防治措施，本文首先阐述了空气中挥发性有机物的污染来源，随后介绍了几种搜集空气中挥发性有机物的主要方法和监测方法，最后提出了几种对于挥发性有机物的防治措施，旨在为相关环保机构提供一定参考和借鉴。

关键词：挥发性有机物；环境污染；大气监测

一、空气中挥发性有机物的污染来源

近年来，我国在经济发展的同时，生态环境也受到了一定程度的破坏，导致现阶段我国的环境污染十分严重。随着近年来我国逐步推进生态环境建设工程的可持续性发展战略，我国的环境污染问题已经得到了有效缓解，但在空气污染较为严重的地区，大气中存在的臭氧、半挥发性有机物及挥发性有机物的治理工作仍举步维艰。空气中的挥发性有机物是空气污染中的主要物质，其来源主要是工业生产中污水、废气、有毒物质的排放以及汽车尾气。

二、搜集空气中挥发性有机物的主要方法

（一）直接采样法

容器采集法的优势在于操作过程简单、采集成本较低，作为采集的容器，可以是塑料袋、瓶装容器、罐装容器、玻璃注射器等。此种方法适用于污染浓度较高的空气环境，但由于采集容器容易出现污染渗透或污染物粘容器内壁现象，导致污染物的浓度降低，进而影响检测数据的准确性。

（二）被动式采样法

在对室内挥发性有机物进行采样过程中，为了降低采样成本，可以选择被动式采样法。此种方法十分简便，只需要将吸附剂置于挥发性有机物含量较多的室内空气中即可完成采样过程。需要注意的是，在采样过程中要尽可能增加室内空气的流动性，以便保证采样结果的真实性和准确性。

（三）有动力采样法

有动力采样法利用Tenax的吸附效果，对空气中的挥发性有机物进行采样和收集，此方法对检测样本的峰值浓度和平均浓度都有较为良好的效果，因此这种方法也是最为常用的挥发性有机物采集法。但在实际操作过程中，由于Tenax吸附剂价格较高且吸附量较低，导致采集成本过高，因此，相关人员对实验方法加以改进，采用价格低廉的活性炭作为吸附剂进行样本采集。

三、环境空气中挥发性有机物的检测方法

（一）质子转移反应质谱的检测方式

此种方法近年来在挥发性气体检测环节，属于应用较为普遍的一种方式。质子转移反应质谱针对挥发性气体实行检测时，在时间周期、精准性层面拥有其他技术无法比拟的优势，所以在环境监测领域，此项技术得到了大范围的推广和应用。此项技术的主要原理是，对各种类型的挥发性气体实现电离，让其转换成为单个离子形态。由此，单个离子形态的挥发性气体，可以借助质谱方法对其实行迅速、精准的识别，避免产生绝对数量的问题。但此技术也存在一定的缺陷，就是离子只能应用核质比对其实行区分，对于异构体类型的有机物质无法实现识别。

（二）高效液相色谱检测方式

此种检测方法是自动化的技术发展衍生而出的，具备高效、高压等诸多优点，高效液相色谱和质谱的连接操作，可以让数据在分析环节的能力得到有效提升，同时在复杂程度相对较高的样本中，可以评估出微量化合物。另外，检测工作完成之后，还可以保证样本结构不会被破坏，并且对其予以二次回收，检测环节不仅灵敏度极高，而且可以对样本成分实现精准分析，可以促进样本实现固液分离、液液分离、离子交换、离子对分离等诸多操作，尤其可以针对样本实现科学有效的定量分析。另外，此种检测方式主要是对荧光检测方法、紫外线检测方法等诸多方式予以合理应用，可以有效扩展检测环节的涵盖范围，提高样本数据在检测环节的精准性，为有关措施的优化和完善奠定有力基础。

（三）气相色谱中的质谱检测方法

此方法主要是针对各种未知性气体实行定量、定性分析，主要针对样本中包含的各种成分、含量、种类等内容实行分析及检测，能够获取精准度相对较高的样本数据信息，但是应用此种方法时，在采样、运输环节会遇到一定的困难。另外，针对样本开展预处理操作期间，特别是成分复杂程度相对较高的样本，不仅会消耗大量的物力、人力资源，亦会消耗掉大量的溶剂，同时在开展检测工作期间，还具备一定程度的滞后性。所以，应用气相色谱中的质谱检测方法，对样本开展检测工作期间，需要采取有效措施，尽可能避免对最终数据结果造成不利影响，合理提升检测数据的精准性，以及检测环节的质量。

另外，因为这种方法可以对检测到的气体在定量、定性环节展开分析，国外已经展开了大量的研究，且获得了相对较好的成果，所以研究人员在研究期间，有大量的经验可以参考、借鉴。应用此种方法对大部分挥发性气体实行检测时，检测范围通常状况下在每kg1-10μg左右的范围内。在近年来的实验研究当中，应用此种方法针对油箱位置的挥发性气体展开检测时，能够更好的检测出气体的种类及每个部分的含量，同时在实验研究环节也取得了相对较好的成果。

三、废气中挥发性有机物的防治措施

（一）光催化法

光催化法是通过使用光催化剂与挥发性有机物进行接触，在光催化作用下，光催化剂在光催化作用下形成一个电子空位对，通过氧化等反应，使其表面形成一种无害的H

2O和CO2。目前已有的研究方法是通过光催化的方法来对醛、苯进行处理。对醛类等挥发性有机物的处理，采用常温常压下的可见光辐射，利用光催化剂对空气中的甲醛进行降解，经检验，其降解率为97.4%。在试验中，利用共轴三管流化床，实现光催化剂与气体的结合，有利于光催化剂的吸收和催化特性的改善。通过将贵金属掺入到光催化剂中，选用合适的吸附材料，协同O3工艺，并与流化床反应器相结合，可以更好地利用光催化技术来改善醛的性能。在苯系物的使用中，添加了贵金属的光催化剂，其作用要明显得多。因此，在使用光催化过程中，Pd、Cu+的掺杂可以增加光催化的可见光吸收，改善了光催化剂对苯类挥发性有机物的处理效果。选择适当的吸附剂和二氧化钛可以改善对苯系化合物的催化作用，一般可达92%以上。

（二）生物法处理VOCs

VOCs生物法的基本原理就是利用微生物在一定的条件下，以废气中的有机物质为碳源，从而保证微生物的活性，并将有机物转化为H2O和CO2。它的主要作用是将VOCs从气体向固体液体转变，并在液体状态下被微生物所分解。指出目前生物技术只能用于处理低浓度的有机废气，而对高浓度的废气治理尚需深入探讨。生物方法中填料的大小、间隙、比表面对反应器的生物量有直接的影响，填料的填料是否堵塞，都是生物法处理挥发性有机物的必要条件。

（三）吸附处理技术

吸附法的原理是利用多孔吸附剂对挥发性有机物进行处理，将一种或多种有机物质通过浓缩富集于其表面，以实现分离。吸附法是一种很好的处理VOCs的方法，它通常用来净化通量较高的有机废气气体，比如含有碳氢化合物的气体，它具有很高的可行性，净化效率高，操作简单，它的主要特点是可以采用自动化技术。缺点是对高浓度的有机物的吸收能力有限。若废气中含有类似的胶状物质及其它杂质，则易导致吸附剂失效，从而导致资源的浪费。根据实际情况，利用 催化燃烧法和活性碳结合来处理高浓度的苯系废气，解决了传统的两种方法在实际应用中存在的问题。

（四）沸石转轮吸附

沸石转轮吸附法理的基本原理是：利用分子之间在不同的温度下，分子之间的作用力和较大的分子量。该方法主要是采用催化分解技术，在低温条件下，将含VOCs的VOCs气体通过滤筒过滤，再由沸石分子筛转轮进行吸附，流经转轮的气体会被排出，而在沸石转轮经过高温脱附区时，沸石转轮上的VOCs分子会被热空气从沸石转轮中分离出来。在整个工艺过程中，采用电子控制系统，对催化反应的热进行了严格的控制。在超出规定范围时，可调整排出管线的自动阀，使排出气体浓度下降，从而减少热产生；该装置采用两种不同的分子体系，在此过程中，不会产生VOCs，也不会造成装置的停机，因此，为了延长装置的使用寿命，还可以增设冷却装置，延长装置的寿命。

结语：总之，随着我国经济的高速发展，人民的生活品质得到了改善，空气污染问题得到了更多的重视。从理论上讲，大气污染控制是全人类共同关心的问题，它不仅影响到社会环境的可持续发展，而且在一定程度上影响着人们的生存和健康。因此，如何有效地减少大气中的挥发性有机物，提高我国的生态环境质量，是当前环境保护工作的一个重大课题。另一方面要强化对VOCs的监测，利用多种监测手段，全面掌握其来源和严重性，并采取相应的控制措施，从而推动环境保护工作的可持续发展。

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