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揮發(fā)性有機(jī)物VOCs監(jiān)測(cè)方法與治理
摘要：揮發(fā)性有機(jī)物VOCs是嚴(yán)重的大氣污染物質(zhì),是PM2.5前體物質(zhì).對(duì)VOCs監(jiān)測(cè)和治理研究是改善環(huán)境的重要課題.本文對(duì)VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)和治理技術(shù)進(jìn)行簡析,并對(duì)相關(guān)的管控政策提出了建議,以期提升VOCs監(jiān)測(cè)和治理的整體水平
1、引言
揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是一種重要的大氣環(huán)境污染物質(zhì)，是大氣中PM2.5的重要前體物質(zhì)。據(jù)研究表明，揮發(fā)性有機(jī)物的來源主要是石油化工行業(yè)、汽車尾氣及有機(jī)廢物生物轉(zhuǎn)化等行業(yè)。揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)于環(huán)境的影響比較嚴(yán)重，是目前國家大氣環(huán)境管理中的一個(gè)相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，其監(jiān)測(cè)和治理的研究亟待進(jìn)一步的發(fā)展和提升。落實(shí)國家大氣環(huán)境重大規(guī)劃和計(jì)劃，對(duì)VOCs監(jiān)測(cè)能力提出了更加嚴(yán)苛的要求。對(duì)大氣中VOCs進(jìn)行監(jiān)測(cè)是了解其濃度水平變化、量化來源及評(píng)價(jià)VOCs對(duì)大氣污染貢獻(xiàn)的必要前提。本文針對(duì)大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)技術(shù)和治理技術(shù)進(jìn)行分析，并對(duì)相應(yīng)的管控策略提出了相關(guān)的建議。
2、揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)的監(jiān)測(cè)技術(shù)分析
2.1膜萃取氣相色譜技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷與發(fā)展，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)技術(shù)也不斷的出現(xiàn)，應(yīng)用多的是膜萃取色譜方法。主要采取膜技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行處理，而且膜技術(shù)是多種處理方法的首要選擇。在膜處理過程中，*相互融合的兩相是不存在的，而且對(duì)于處于乳化液狀態(tài)的物體可以*除去，此過程可以大幅度的降低溶劑的使用量。所選用的樣品可以連續(xù)地和萃取劑進(jìn)行接觸作用，進(jìn)而對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。利用此方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，空的纖維膜連續(xù)地通過空氣，VOCs通過纖維膜的過程中是具有選擇性的。利用選擇性的氣體介質(zhì)-氮?dú)猓琕OCS在微阱中不斷地得到聚集，然后利用電加熱的方式對(duì)其進(jìn)行加熱處理。這一過程會(huì)形成具有一定時(shí)間間隔的脈沖。樣品在透過萃取膜時(shí)，需要一定的時(shí)間，以滿足穩(wěn)定性能高的模式，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果更加。
2.2TDLAS技術(shù)
在不斷地研究和實(shí)踐應(yīng)用中，大多數(shù)研究者將目光轉(zhuǎn)移到激光光譜技術(shù)應(yīng)用的開發(fā)中。由于激光具有更強(qiáng)的密度、光子通量大等特點(diǎn)，因此激光光譜監(jiān)測(cè)方法逐漸被開發(fā)和應(yīng)用，其中利用為廣泛的方法是TDLAS技術(shù)。因?yàn)檫@一技術(shù)具有更高的靈敏度和選擇性，可以對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)地、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析顯示，該方法在1s內(nèi)可以達(dá)到ppm級(jí)甚至是ppb級(jí)的監(jiān)測(cè)速度，同時(shí)監(jiān)測(cè)靈敏度可以提高100倍。另外，該技術(shù)可以在復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作，如高溫、高壓、高腐蝕性環(huán)境。因此，TDLAS技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。
3、揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)的相關(guān)治理技術(shù)分析
目前，對(duì)于VOCs治理方法可以分為兩大類：回收法和分解法。
3.1回收法處理
VOCs的回收法包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法，這些方法利用各種化學(xué)技術(shù)手段對(duì)VOCs進(jìn)行脫除，降低其含量。吸附法是利用固體吸附劑(活性炭、分子篩)對(duì)污染物進(jìn)行吸附凈化。吸附法的主要原理是利用吸附劑的內(nèi)部孔道，孔道內(nèi)具有巨大的比表面積，可以對(duì)VOCs進(jìn)行吸附。適宜的處理方法可以使氣流穩(wěn)定、VOCs的濃度為300-5000ppm。吸附法和其他方法相比，具有效果好、能耗低、工藝成熟、易推廣等優(yōu)點(diǎn)，但一般設(shè)備體積比較大，占地較多。
吸收法是利用低揮發(fā)度或者不揮發(fā)的有機(jī)溶劑對(duì)VOCs進(jìn)行吸收處理，主要依靠物質(zhì)在吸收劑中的溶解度或者化學(xué)反應(yīng)特性的差異進(jìn)行處理。特別針對(duì)氣體濃度處于0.05%-0.5%之間或者是流量處于3000-15000m3/h之間的有害氣體,吸收效果是非常好的。吸收方法主要適用于濃度較高、溫度較低和壓力較大情況下氣相污染物的處理。
另外，冷凝法是通過降低溫度，使得VOCs達(dá)到冷凝點(diǎn)，然后從氣體中析出，達(dá)到降低其濃度的目的。膜分離方法利用物質(zhì)穿過膜的能力或者對(duì)膜的選擇性差異來完成VOCs治理的。
3.2分解法處理
分解法包括燃燒法、光催化法、生物法等，其中燃燒法利用VOCs容易被燃燒的特性達(dá)到去除其影響的目的。燃燒法可以將VOCs變化為無機(jī)小分子，降低其危害程度。主要包含兩種方式直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒就是借助其燃燒特性直接將其作為燃料進(jìn)行燃燒處理。催化燃燒借助一個(gè)催化劑使得有機(jī)廢氣利用類似熱氧化的方式，使它們利用燃燒的方法，來處理有機(jī)廢氣的方法，一般采用有機(jī)物鉑、鈀等貴金屬作為催化劑。光催化處理法是利用穩(wěn)定性好的活性炭作為載體，然后利用光催化劑，如二氧化鈦、二氧化鋅等對(duì)VOCs進(jìn)行降解處理。此種方法不會(huì)產(chǎn)生二次污染。等離子處理方法是一種新型的處理方法，等離子中含有豐富含*化學(xué)活性的粒子，廢氣中污染物質(zhì)與這些粒子相互作用，污染物被轉(zhuǎn)化為無機(jī)小分子物質(zhì)。
4、揮發(fā)性有機(jī)物污染物VOCs管控政策及建議
4.1盡快開展VOCs排污收費(fèi)試點(diǎn)工作
整治和調(diào)查兩手抓的同時(shí)，清單摸查和排污收費(fèi)也應(yīng)兩手抓，用清單工作推進(jìn)收費(fèi)試點(diǎn)，用收費(fèi)試點(diǎn)推進(jìn)企業(yè)VOCs減排和配合有關(guān)部門完善清單摸查。通過VOCs排污收費(fèi)試點(diǎn)倒逼企業(yè)自覺尋求減排機(jī)制，自動(dòng)淘汰落后產(chǎn)能。
4.2盡快建立多部門聯(lián)合控污長效工作機(jī)制
VOCs減排和管控不是環(huán)保部門一家之事，應(yīng)該形成以政府為主導(dǎo)，環(huán)保、財(cái)政、發(fā)改委等多部門聯(lián)動(dòng)的工作模式和機(jī)制，為貫徹實(shí)施VOCs治理提供綠色通道。以大的限度提升該項(xiàng)工作的實(shí)施力度。
4.3建立VOCs排放監(jiān)測(cè)與研究體系
目前，多數(shù)城市的環(huán)境監(jiān)測(cè)部門還未配備VOCs的在線監(jiān)測(cè)儀器，VOCs監(jiān)測(cè)和研究設(shè)備的缺失導(dǎo)致其治理和監(jiān)測(cè)能力大大降低。建議出臺(tái)有關(guān)政策或計(jì)劃，盡快籌建本地VOCs防治監(jiān)測(cè)與研究能力，推進(jìn)環(huán)保系統(tǒng)內(nèi)部空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)共享，提升VOCs治理的整體水平。
5、結(jié)語
揮發(fā)性有機(jī)物VOCs是嚴(yán)重的環(huán)境污染物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和治理工作時(shí)改善社會(huì)環(huán)境的重要舉措。通過對(duì)VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)和治理技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的分析研究，可以更加深入地了解VOCs的防治措施。
