大气中挥发性有机物采样和监测方法分析

黄海威

（新丰县环境监测站，广东 韶关 511100）

大气中挥发性有机物主要以两种形态存在，一种是挥发性的有机物，一种是半挥发性的有机物。这两种挥发性有机物都会对人体产生一定的危害，不仅会损害人体的生理组织，还会黏附在人们的衣服和皮肤上。针对这种情况，加强对挥发性有机物的监测力度是十分必要的，只有对其进行有效的处理，才能更好地实现保护环境和保障人们的身体健康。

1 挥发性有机物的概述

1.1 挥发性有机物的概念

挥发性有机物，英文简称VOCs，其是指当气压在101.32 kPa时，如果化合物的沸点在50—250 ℃之间，这就是挥发性有机物。其主要存在于工业废气、汽车尾气以及光化学烟雾中，而且这些有机物会对人类的身体健康造成重要的危害[1]。因此，要想降低大气中挥发性有机物对生态环境以及人体的危害就需要加大对其的监测力度，从而进行有针对性的治理。

1.2 挥发性有机物的来源

挥发性有机物的主要来源是工业生产中排放的工业废气，以及汽车排放的大量尾气。随着人们生活水平的不断提高，汽车的数量也在不断增加，导致汽车尾气排放量也在不断增加，这也是挥发性有机物不断增长的主要原因。在对大气进行监测过程中发现，大气中含有数十种挥发性有机物，其中苯系物和氯代烬等的含有量占有很大比例。近几年，以PM2.5为主的雾霾天气不断增加，主要原因就是挥发性有机物的增加。因此，对大气中挥发性有机物的监测已经成为大气环境监测的重要内容[2]。

2 大气中挥发性有机物的采集方法

2.1 利用容器进行采集

利用容器对空气中的挥发性有机物进行采集有着广泛的应用，使用的采集容器主要有塑料袋、注射器和罐子，其主要应用于浓度较高的污染源。使用塑料袋进行挥发性有机物收集的优点是塑料袋价格较低以及操作较为简便，但塑料袋在采集过程中容易发生样品渗透情况，从而导致样品的质量降低。使用注射器采集样品时，注射器的内壁会附着样品，从而导致对样品的监测造成误差。同样，罐子在使用过程中很容易破碎，而玻璃制品很难有很大的体积，并且携带也不方便。

2.2 有动力采样法

在对挥发性有机物进行检测过程中，如果需要同时确定其平均浓度和峰值浓度，还要同时对两者进行分析，就可以使用有动力采样方法进行样品的采集。有动力采用方法与传统采集样品的方法相比具有较高的灵敏度，而且不只应用于高浓度的挥发性有机物的采集。如Tenax吸附管广泛应用于大气中挥发性有机物的采集，其具有较高的灵敏度，但Tenax的价格较高，而且吸附容量较低。而利用活性炭进行吸附采样具有价格便宜、吸附容量大等优点，但其灵敏度较低。

2.3 被动式采样法

被动式采样法适用于室内大气中挥发性有机物的监测，不适用于较大范围的样品采集。室内空气中的挥发性有机物较为集中，而且其具有流动性，这样就可以直接将吸附剂放置在空气中进行吸附采样。但使用被动式采样方法采样时，其对周围的环境要求较高，如在采集过程中空气是否能够顺畅流通、或温度以及湿度过大都会对被动式采样造成影响。因此，采样人员要结合实际的采样环境，谨慎选择被动式采样。

3 大气中挥发性有机物的监测技术

3.1 气相色谱法

利用气相色谱法对挥发性有机物进行监测时，可以准确的测量出大气中其含量。气相色谱法在应用过程中主要分为两个阶段进行监测，分别是样品采集阶段和样品监测阶段。在对样品进行采集时，主要利用吸附管来收集一些空气，而吸附剂可以把空气中的挥发性有机物保留下来。在对样品进行监测时，增加吸附管的温度从而使挥发性有机物逐渐解析，进入到气相色谱仪器中，然后再利用气象色谱仪对挥发性有机物进行监测[3]。

气相色谱法在实际应用过程中需要耗费大量的时间，具有滞后性。另外，气象色谱法可使用的范围有一定的局限性，样品采集阶段也较复杂，在监测过程中还需要用到很多的化学药品和试剂，因此应用气象色谱法的成本较高。

3.2 挥发性有机物在线监测技术

近几年，随着科学技术的快速发展，更加先进的监测技术也得到了广泛的应用，其中在线气相色谱监测技术在挥发性有机物的监测中应用越来越广泛，大大的提高了监测的效率和质量。

3.2.1 在线气相色谱监测技术

在使用在线气相色谱监测技术时，不需要使用吸附管来采集监测样品，而是通过环路或者浓缩罐使空气在微压力的状态下注入到试管中，从而完成监测样本的收集。在预浓缩管中的样本，经过短时间的温度提升，可大大提高样本的脱附操作效率。当空气进入到预缩管内，其可以直接进入到分离柱里，由于分离柱中是含有双色谱的，所以，空气分离的效率也大幅度提高，并且还可以根据不同沸点的差异性对气体进行分离处理。

3.2.2 飞行时间质谱分析

飞行时间质谱分析法（TOFMS）主要是通过质子和电荷的不同，控制电场，以此来统计离子在电场内的运动时间，从而准确的监测出大气中的挥发性有机物。在使用TOFMS技术对大气中的挥发性有机物进行监测时，可以在很快的时间内完成监测，而且还能够确保监测结果的准确性，大大提高了挥发性有机物的监测效率。但是，TOFMS技术在应用过程中也有一定的局限性，该技术很容易受到干扰离子的影响，从而使形成的质谱图较为复杂，这就会在一定程度上增加监测人员的工作难度[4]。

3.3.3 质子转移反应质谱法

质子转移反应质谱法（PTR-MS），在对大气中挥发性有机物进行监测时主要是利用电离和流动模型。该技术具有灵敏度高、监测效率快、监测结构清晰度高等优点，而且在监测过程中还能不断的简化监测样本的采集过程以及处理过程。PTR-MS技术还可以对汽车尾气进行精准的监测，因此，在汽车尾气监测方面拥有广泛的应用。

4 大气中挥发性有机物监测的注意事项

为了保证监测大气中挥发性有机物的准确性，同时，也为环境保护提供有效的依据，监测人员在监测过程中需要注意以下问题。

4.1 监测数据的准确性

在对大气中的挥发性有机物进行监测时，经常会出现实际监测数据与书面数据不相符的现象，这导致监测结果不能准确的反应出大气中挥发性有机物的含量和种类，从而影响了对大气环境的治理。因此，在对大气中挥发性有机物进行监测时，要重视监测数据异常现象，以提高监测结果的准确性[5]。

4.2 有机物采样误差

在对挥发性有机物进行监测时，采集到的有机物样本非常重要，其直接关乎监测结果的准确性以及代表性。但在实际采样过程中，经常会出现失误，如采集样本的质量不高等。在采样过程中，如果风速测算不够准确，就会影响对风量的计算，进而会对挥发性有机物浓度的监测产生一定的影响，使监测结果与实际情况出现偏差。另外，在运输和储存过程中也会对样品产生一定的影响，从而导致监测数据出现误差。因此，要重视挥发性有机物在监测过程中的样品采集工作，并且对样品进行储存和运输时要避免发生交叉污染，以此来提高监测结果的准确性和有效性[6]。

4.3 数据不符问题

在对大气中的挥发性有机物进行监测时，监测人员应该将监测数据与实际数据之间的误差进行分析和判断，以此来判定数据是否存在异常，如果发现监测数据与实际数据之间有较大的差异，应进行仔细、深入的分析，及时找到影响监测结果的原因并及时解决，以此确保监测结果的准确性。

5 结论

综上所述，不同地区的大气中挥发性有机物的含量和种类都不一样，且随着工业废气和汽车尾气排放量的增加，大气中挥发性有机物的含量也在逐渐升高，同时种类也在不断增加，这对人们的生活和生态环境都造成了严重危害。因此，需要我们根据当地的实际情况，制定出合适的监测方案，并选用相应的监测技术，确保大气监测质量的提升，以此为大气污染治理工作提供更有利的支撑。