試論環境空氣中苯系物的檢測與防治

一、苯系物的檢測

　　（一）樣品采集

　　空氣中苯系物的采樣方式有三種，可分為直接采樣、有動力采樣和被動式采樣。直接采樣是用注射器、塑料袋等固定容器直接采取空氣中濃度較高的被測組分，這種采用方法較為簡單，操作容易，但對污染源濃度有較高要求。通常適用于污染物濃度較高的污染源，對于污染濃度較低的污染源不適合。有動力采樣是用泵將空氣樣品通過吸收液、吸附劑、冷阱捕集等來采集目標化合物。一般選擇的吸附劑要求具有吸附容量大、收集效率高、化學性質穩定等特點，如采用活性炭作為吸附劑進行采樣，一般活化后的活性碳玻璃管兩端熔封后可保存三個月，采樣后玻璃管兩端封塑料帽，放干燥器內可保留一周，可以采用加熱或其它方法把苯系物從吸附劑上脫附，然后用載氣將樣品。被動式采樣的原理是氣體分子擴散或滲透，通過氣體分子擴散或滲透來采集空氣中氣態或蒸汽態污染物，被動采樣不需外加動力，無噪聲，主要用于室內空氣污染和個體接觸量的評價監測。

　　（二）樣品預處理

　　樣品的預處理是空氣檢測中非常關鍵的

　　一步，在采樣后首先要對樣品進行預處理，以便為左進一步的研究做好準備。常見的預處理方法有三種，分別是溶劑解析法、固相微萃取法、低溫預濃縮—熱解析法。各種方法具有不同的特點，以溶劑解析法為例，傳統的溶劑解析法是使用解析溶液達到預處理的目的，但由于解析溶液的體積有可能遠遠大于分析樣品的體積，所以這種方法靈敏度較低，而且這種方法的分析誤差較大。熱解析法具有較高的靈敏度，可以避免溶劑對分析樣品定性定量的干擾，但對樣品的回收率較低，不能重復分析，固相微萃取法、低溫預濃縮一熱解析法在此不做詳細介紹。

　　（三）分析方法

　　氣相色譜法(gas chromatography簡稱GC)是色譜法的一種。色譜法中有兩個相，一個相是流動相，另一個相是固定相。如果用液體作流動相，就叫液相色譜，用氣體作流動相，就叫氣相色譜。氣相色譜法由于所用的固定相不同，可以分為兩種，用固體吸附劑作固定相的叫氣固色譜，用涂有固定液的擔體作固定相的叫氣液色譜。在實際工作中，氣相色譜法是以氣液色譜為主。

　　氣相色譜法具有高效能、高選擇性、高靈敏度、分析速度快和應用范圍廣等特點，是苯系物分析中最常用的方法，對異構體和多組分混合物的定性、定量分析更能發揮其作用，因而得到了較多的運用。苯系物的采樣分析方法有：活性炭吸附—二氧化硫解析氣相色譜法、低溫預濃縮熱解析氣相色潛法、新固相微萃取—氣相色譜法、頂空氣相色譜法、超臨界流體萃取及吹掃一捕集法。其中活性炭吸附—二氧化硫解析氣相色譜法，其優點在于對樣品可重復分析，靈敏度較高。

　　二、苯系物的治理方法

　　苯系物的治理方法主要有吸附法、吸收法、生物法、高壓脈沖電暈法和光催化氧化法，其中光催化氧化法是最有前景的一種揮發性有機物處理技術，已經成為研究的熱點。

　　（二）吸附法

　　吸附凈化法是應用凈化劑從稀溶液中提取、分離和富集有用組分或有害組分的方法之一。吸附凈化法的原則流程和離子交換法相似，主要包括吸附和解吸兩個基本作業。工業上常用的吸附劑有活性炭、磺化煤及某些天然吸附劑，如軟錳礦、磷灰石、高嶺土、沸石等。其中，活性炭吸附性能最好，當活性炭吸附飽和后可用蒸汽進行解吸，并回收吸附質在處理苯系物的方法中，吸附法應用廣泛，該方法與其他方法相比具有去除效率高、凈化徹底、能耗低、工藝成熟、易于推廣及實用等優點。在苯系物污染控制工程中，正是利用吸附劑不斷吸附解吸的循環，去除廢氣中的苯系物。

　　（二）吸收法

　　是利用液態吸收劑處理氣體混合物以除去其中某一種或幾種氣體的過程。在這過程中會發生某些氣體在溶液中溶解的物理作用，這是物理吸收。也有氣液中化學物質之間發生化學反應，這是化學吸收。吸收作用常用于氣體污染物的處理與回收，如用石灰乳液吸收煙氣中的二氧化硫，生成石膏；用堿性溶液或稀硝酸吸收硝酸廠尾氣中的氮氧化物，回收再用；還有用碳酸鈉等堿性溶液吸收硫化氫。由于吸收法治理氣態污染物技術成熟，設計及操作經驗豐富，適用性強，因而在大氣污染物治理中得到廣泛應用，該法不僅能消除氣態污染物而且能將污染物轉化為有用產品，適合于大氣量、中等濃度的含VOCs廢氣的處理。

　　（三）生物法

　　生物法是利用微生物的生命活動將苯系物轉變成為簡單的無機物及細胞物質的方法。生物法包括生物洗滌法、生物滴濾法和生物過濾法。生物法的原理或基礎是生物膜理論，生物化學法凈化處理有機廢氣一般要經歷以下幾個步驟：廢氣中的有機污染物首先同水接觸并溶解于水中；溶解于液膜中的有機污染物成分在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜，進而被其中的微生物捕獲并吸收；進入微生物體內的有機污染物在微生物自身的代謝過程中被作為能源和營養物質，經生物化學反應最終轉化成為無害的化合物。

　　（四）光催化氧化法

　　光催化氧化是在光照條件下，使催化劑上的價電子發生躍遷，產生自由電子一空穴對，電子一空穴對通過擴散或空間電荷遷移和誘導，轉移到表面俘獲位置，在有機物分子或吸附的中間產物表面形成自由基，氧化吸附在催化劑表面的苯系物生成無機物。光催化氧化法是近年來日益受到重視的一項污染治理新技術。這個過程不需要其他化學助劑，反應條件溫和，是一個非常有發展潛力的研究領域。

　　三、苯系物檢測及治理的進一步建議

　　苯系物的源解析是一任務艱巨、難度較大但很有意義的課題，目前引起科學工作者和政府官員的廣泛重視，應加強用其它學科方法來解決此問題。建立空氣苯系物污染數據庫。國外對苯系物的研究已較早做了許多工作，包括苯系物污染數據庫等，但我國城市空氣中苯系物的研究較晚，仍處于起步階段。目前雖已開展一些工作，但主要集中于珠三角、京津唐地區，而且由于經濟發展或管理體制等問題，環保工作相對落后，所以應加強各城市空氣污染的研究，豐富我國城市空氣中苯系物污染數據庫。研制高效的苯系物污染凈化方法。研制高性能的復合催化劑，建立吸附光催化一體化凈化空氣中苯系物污染的方法；篩選高效的植物，探討植物吸收法的效用；建立空氣中低濃度復合污染的控制方法。

　　 完善法規標準。探討適用于當前狀況的空氣質量標準及污染物排放標準，建立建筑裝修材料的出廠標準，完善法規政策。目前雖然環境法等相關法規已初步完善，但仍有許多制度性障礙問題有待解決，建議進一步從制度上入手，完善污染物排放規章制度。除此之外，還應從污染源頭上加強控制，大氣中的苯系物主要污染源為機動車尾氣，因此應加強機動車相關政策管理。改進油品質量，采用低污染或無污染的燃料。燃料的組成和特性對發動機的工作起著重要作用，對排放污染物的組成也有很大的影響。加強管理，大力開展基礎設施建設，改善機動車運行狀況。機動車污染物排放量與機動車的車流量、車諫、排放系豹等率切相關。