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摘要:针对空气中VOC污染问题,需要做好及时的监测检验和防治工作,增强生态保护效果。为此,本文进行VOC的概述,对其监测检验方案进行分析,基于气相色谱测定方法的落实,完成大气环境中有害物质的分析,并提出VOC处理方法,以期为当前的环保工作提供经验参考,维护生态环境。
关键词:大气环境;VOC;监测检验
0引言
对于VOC而言,其主要的危害有以下方面:
1)具有爆炸火灾隐患。脂肪烃、乙烯和丙烯类VOC虽然毒性较低,不过在高浓度下存在易燃易爆隐患。
2)具有人体危害性。VOC对人体有感官刺激、气味发散等多种形式的伤害,短期刺激会使人恶心、头晕,长期刺激会损害神经且有致癌和基因毒性的特点。
3)具有光化学污染。PM2.5和臭氧的前体是VOC,在光照中VOC会跟大气中的氮氧化物、碳氢化合物等发生较多反应,最终生成光化学烟雾,造成二次污染。
因此,有必要进行VOC的监测检验研究,满足防治工作需要。
1 VOC的相关概述
在进行VOC的监测检验中,需要先了解其定义及标准,当前普遍应用WHO根据沸点的差异进行的VOC定义和分类,具体可以参考表1。同时,结合结构的差异,还可以分为芳烃类、烯类、醛类、卤烃类、烷类、酮类和酯类等化合物[1]。
2 VOC监测检验
在进行VOC的监测检验中,需要先对其主要技术进行讨论选择。首先,对于样品采集方法而言,主要有容器捕集、吸附和固相萃取三种,其次,对于样品测定方法而言,主要有气相色谱法、荧光分光光度法和联用法三种。最后,要明确监测步骤,可以参考图1。
2.1 VOC采样
首先,对于吸附采样法而言,其原理是借助多孔性固体吸附剂实现气相混合物中某种物质的捕获,在应用中考虑其吸附过程的可逆,需要关注对目标样本性质的针对性、物化学特性、采样体积等原则,一般混合吸附剂可满足上述原则。其次,对于容器捕获法而言,通过袋采样、罐采样实现直接采样,常用于VOC浓度偏高的区域。最后,两种采样方法的对比可以参考表2,最终选用袋装采样方式[2]。
2.2样品预处理
在进一步的VOC检测中,需要对监测所得样品进行预处理,一般有蒸馏法、提取法和溶剂萃取法,目前常用溶剂萃取法,虽然有着一定的风险,不过却具有操作简单,速度快等价值。随着信息化时代的不断发展,在样品预处理中,有着临界流体萃取法、固相萃取法等新技术,可提高VOC检验的质量。
2.3基于气相色谱法的VOC测定
在较多的测定方法中,气相色谱法可支持多组分混合物体的分离检测,且有着良好的适用范围和测定灵敏度,目前既常用于VOC的检验,也用于空气中苯的测定,下面基于气相色谱法进行VOC的测定分析。
2.3.1技术分类
有液相色谱和气相色谱法两种,在应用气相色谱法时,气相分为固定气相和流动气相两种。下面进行该技术的应用讨论。
2.3.2色谱柱填装
完成样品初步处理后,需要进行色谱柱的填装,然后进行检测分析。在进行装填作业中,要对各类设备及试剂进行充分准备,具体可以参考表3。在装填中,其要点工作有以下方面:第一,在聚邻苯二甲酸二醇酯的合成中,于三个烧瓶中加入等量原料,并在反应中进行加热、回流和干燥等操作步骤;第二,向烧杯中加入适量担体和蒸馏水,并以蒸馏水对担体进行淹没为标准;第三,通过玻璃杆的均匀后,使其静置一段时间,以微粒沉淀和使粉末悬浮为标准;第四,借助倾析法倾倒烧瓶上层的水,并进行重复几次的倾析,以烧杯水是透明为标准;第五,柱体内填入不锈钢丝球,末端跟循环水泵、塑料漏斗相继连接,最后用真空泵将固定相导入气缸中;第六,进行VOC的检验,并对不同固定相、单一固定相进行特性研究。
2.3.3不同固定相的特性
在不同固定相检验中,有以下特点:第一,在温度持续提高下,VOC在柱体内的滞留时间会缩短,同时VOC容量因子会降低,对芳烃类容量因子的影响大、对烷烃容量因子影响小;第二,分布因子也会影响混合物的分离,当分离两种分配系数接近的物质时,分离效果较差,例如二甲苯和乙苯在气体系数接近下便难以在色柱上实现有效分离;第三,不同水平的温度区间对不同的物质分离有着不同影响,各物质的分离受温度影响存在显著差异。
2.3.4单一固定相的特性讨论
在固定相检验中,有以下特点:第一,同分异构体有着沸点接近、极性接近的特点,实际的分离工作较为困难,例如间二甲苯、第二甲苯和乙苯的分离;第二,色谱柱温度对选择因子系数有影响,在色谱柱温度提高下会增加选择因子,进而影响实际的分离工作;第三,乙苯和间二甲苯的分离工作困难程度较低,在聚酯上,可完成乙苯和间二甲苯的分离[3]。
3 VOC的处理研究
目前可供选择的VOC处理方法较多,具体可参考图2,需要结合实际进行合理选择及应用。下面进行燃烧法和消化吸收除气法的应用分析:首先,在燃烧法中。VOC为有机化学挥发物,可借助其易燃特点应用常温点燃和催化反应,对其进行处理。具体可以参考图3,将气体由引风机管道导入加热炉点燃,完成处理。该方式可基本上完成VOC的处理,将其转换为CO2与H2O,不过仍要关注高温有机废气的排放,提高处理效益;其次,在消化吸收除气法中。VOC有着融解于柴油机、汽油等有机溶液中的特点,可因此完成对VOC的吸收处理。需要注意的是,在应用有机溶剂完成吸收处理后,对应的有机溶剂仍可作为燃料、油漆稀释剂等方面应用,有回收应用价值高和应用成本低的特点,不过也在消化吸收过程中,基于有机溶液的挥发性,存在蒸发气体残留污染的不足,无法彻底清理VOC。
4结语
结合工业社会发展所遗留的环境问题,需要在可持续发展战略落实、企业节能绿色转型的背景中,做好大气中VOC的监测检验工作,为污染治理提供数据参考。具体而言:基于气相色谱测定方法对监测检验方案进行了明确,在检测中可了解色谱柱填装要点以及不同固定相对VOC的保留特性;对VOC的处理方法进行了简单概述,有燃烧法和吸收除气法等。此外,为了提高大气环境中VOC的监测效果,还应对监测工作进行信息化的升级,基于自动化、智能化技术的应用,提高环境监测工作的质量。
参考文献
[1]孙忠泉.大气环境中VOC的监测分析[J].资源节约与环保,2023(4):55-58.
[2]陈永忠.关于大气环境中VOC的监测要点探讨[J].中国建设信息化,2021(16):69-71.
[3]薛宇浩.大气环境中VOC的监测与迁移转化问题分析[J].科技创新导报,2017,14(35):102-103.
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