余诗淼
东晟环保科技集团 安徽省合肥市 230000
摘要:当前,社会各界都非常关注环境保护等问题,大气中挥发性有机物作为众多二次污染物的主要来源,可致使非常严重的社会环境问题发生,例如:光能学烟雾等。因此针对于挥发性有机物对大气环境的危害,对其进行有效检测是大气环境中至关重要的一项任务。基于此,本文先是概述了挥发有机物的概念,并着重分析了挥发性有机物的监测技术,仅供同行参考和借鉴。
关键词:大气;挥发性有机物;鉴别检测技术
在国际上,挥发有机物是指在常温条件下,沸点在50-260摄氏度的各类有机化合物。而其在我国主要是指常温下饱和蒸气压比70Pa大,在常压下沸点在260摄氏度以下的有机化合物。伴随着社会的不断发展,大众的生活及生产也在不断进步,从而导致废气排放量越来越大。因此针对于挥发性有机物对大气环境所造成的危害,增强对其的检测至关重要。
一、挥发性有机物的概述
VOCS中文全称挥发性有机物,主要包含以下几种物质,即烃类、含卤烃类以及多环芳烃类。其实挥发性有机物的主要来源是工业生产过程中,所排放的工业废水,以及汽车行驶时所排放的大量尾气。除此之外,苯系物以及氯代烬等挥发性有机物占比也非常大。经对大气环境的有效监测不难发现,大气中所包含的挥发性有机物有十余种,这些挥发性有机物的存在,都在一定程度上影响了人民群众的健康安全。近几年,在我国频发的雾霾性天气中PM2.5是主要代表,导致PM2.5发生的主要原因就是挥发性有机物,所以挥发性有机物是全世界监测大气环境的重中之重。
二、挥发性有机物的监测技术
1、气相色谱法
气相色谱法是运用最早,也是运用作为广泛的一种测量空气挥发性有机物的方法。该方法可以有效分离多组分的混合样品,不仅具备较高的效率,较高的灵敏度及选择性,同时具有较强的分离能力。有效运用气相色谱法,主要包括两个关键时期:(1)样品的采集阶段,这个过程中主要是对空气的采集,运用吸附管对空气进行收集,然后运用吸附剂对空气中的挥发性有机物进行吸附,进而将其保留。(2)样品的测定阶段,在进行具体监测时,伴随着吸附管温度的不断升高,挥发性有机物会从吸附管上脱离下来,然后进入到气相色谱仪中,进行检测。但气相色谱法监测挥发性有机物所用的时间非常长,一段时间后才可能获得监测结果,这种方法运用最为主要的一个坏处就是具有落后性,同时还会受限于使用范围。在进行整体监测时,由于会用到非常多化学试剂以及药品,具有较高的监测成本,所以想要进行大力的推广和运用存在难度。
2、电子鼻技术
电子鼻主要是通过气体传感器阵列的响应图像,对气体成分进行识别的电子系统,其可在几天甚至几月后的时间内,对特定位置的气体成分进行实时连续的检测。该种方法较为快速,现阶段已在果蔬及肉禽等不同食品质量检测中得到了广泛的运用。并且在大气检测的过程中,电子鼻可运用于挥发性有机物检测及其他复合气体的检测。
电子鼻主要是由三部分组成,其一为气体取样器,其二为气体传感器阵列,其三为信号处理系统。电子鼻识别的主要原理为阵列中每一个传感器对不同气体的灵敏度差异,传感器不一样,气体具有的响应也不一样。经过叠加处理多个气敏传感器信号,可有效明确组分的成分及相对应的含量。电子鼻检测法,不仅响应的速度比较快,同时具有较短的检测时间,不用预处理样品,并且具有较广泛的检测范围,可对不同种类的气体进行检测,其已在不同的领域特别是食品方面得到了有效运用。
3、催化发光技术
催化发光主要是指物质在催化材料表面,有反应出现时的一种发光现象,其是非常重要的一种化学分析法,在药物和食品分析及环境监测等方面都得到了大范围运用。该技术起源于19世纪,有研究人员发现CO在ThO2表面催化氧过程中发生微弱的发光现象。之后人们不断对该技术进行研究,并研发了不同气体的传感器。现阶段催化发光技术传感器正在向着阵列化的方向迈进,有研究学者设计了阵列催化材料进行混合物的鉴别。
催化发光技术是一种催化剂,只能对一种物质进行检测,一样的检测气体可运用不同种类的催化剂作为气敏材料的特征。该方式的优势就是具有较快的反应,且工作稳定,对催化剂不会产生消耗,而且可长时间的进行工作。而其劣势为重现性差。
4、红外光谱技术
该项技术具有较快且准确的分析速度,并且具备无损伤效率高,样品不需要进行预处理等优势,在石化行业、食品行业以及医药和农业等行业得到了广泛的运用。因为挥发性有机物有非常明显的红外特征广谱曲线,因此红外光谱吸收法被有效运用在检测挥发性有机物含量中。当运用连续频率的红外光对样品进行照射时,有机物分子可对一些特定频率的红外辐射进行吸收,这种分子所吸收的光谱就被叫作红外光谱。运用物质,探测红外光吸收效应的方法被称为红外光谱吸收法。极性分子对红外光谱吸收之后,会导致分子发生偶极矩的变化情况,进而促使分子振动或者转动能级,从基态跃升到激发态。可吸收的红外光频率将分子的结构特征,充分的反映出来,因此可对未知物的化学结构以及基图进行鉴别。
样品吸收红外光必须要满足以下两个条件:首先红外光可满足分子发生跃升所需的能量。其次红外光与物质之间具备互相偶合的作用。因为非极性对称分子不存在偶极矩,因此辐射无法产生共振。
三、结束语
总而言之,伴随着大气质量的不断恶化,全世界都加大了监测大气污染的力度。在我国不同地区,大气中所挥发有机物的含量也是不一样的,并且组成也有所不同。而伴随着工业废气及汽车尾气排放量的增加,大气环境中的挥发性有机物逐渐升高,并且其种类也在逐步增加,因此加强对其的检测尤为关键。
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余诗淼(1993.10)女,汉,安徽淮南,有机检测工程师,本科,单位暂定,大气有机污染物