环境空气中苯系物监测分析及治理方法

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　　摘   要：随着经济的发展和现代工业的进步，我国的工业化进程也在不断推进。工业化的发展虽然带来了很好的经济效益甚至是社会效益，但是同时也带来了环境污染等问题，其中苯系物是最常见的污染物之一，对人体健康构成极大威胁，因此，对于环境空气中苯系物的监测和分析具有重要意义，并进一步探究其相应的治理方法。
　　关键词：空气  苯系物  监测分析  治理方法
　　中图分类号：S763.1                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（a）-0142-02
　　随着经济的发展和现代工业的进步，我国的工业化进程也在不断推进。工业化的发展虽然带来了很好的经济效益甚至是社会效益，但是同时也带来了环境污染等问题，其中苯系物是最常见的污染物之一，对人体健康构成了极大威胁，因此，对于环境空气中苯系物的监测和分析具有重要意义，并进一步探究其相应的治理方法。
　　苯系物是最常见的环境空气污染物之一，包括了苯及其衍生物，最常见的有苯、甲苯、二甲苯、异丙苯、乙苯、硝基苯以及苯乙烯等化合物，主要来源有干油漆和各种类型溶剂的挥发以及建筑材料的释放，此外汽油的不完全燃烧和以煤为代表的化石燃料燃烧也会排放大量的苯系物。苯系物是最具代表性的挥发性有机物，毒性很大，而且具有强致痛性，严重危害了人类的健康。苯系物危害人体的传播途径较多，能够通过皮肤、消化道甚至是呼吸道进入人体，会对人体构成极大的威胁。其中，苯能够诱发白血病等疾病，甲苯、二甲苯等苯系物会对人体的中枢神经系统和血液系统造成很大的危害。
　　因此，基于对环境空气中苯系物的监测分析，对进一步探究其相应的治理方法有重大意义。
　　1  苯系污染物及其来源
　　1.1 苯系污染物
　　苯系污染物包含了多种物质，指的是一系列的物质，最常见的有苯、甲苯、乙苯、苯乙烯以及二甲苯等。在常温的状态下，味甜、油状、无色透明液体，密度比水小，具有特殊气味。苯易燃易爆，且易挥发，无色具有芳香气味，极易在无察觉的情况下使人中毒，也被人们称为“芳香杀手”。
　　1.2 苯系污染物的主要来源
　　通常苯系污染物常来源于工业生产，特别是装饰材料生产的企业以及办公用品生产的厂家，因为苯系物具有较好的性能以及溶解性，常用作溶剂进行使用。
　　苯系污染物的主要来源是油漆、油脂以及树脂等，尤其是在室内装修的过程中需要使用各种胶、涂料以及防水材料，同时还需要对以上材料进行稀释和溶解等，这就需要用到苯系物，但是通常不会用纯苯而用甲苯和二甲苯进行代替，但是仍不能避免在工程完成之后会有大量的有机物散发到空气中。
　　在空气中挥发的有机物中，油漆是苯系物散发的主要来源，在油漆涂料的添加剂中含有大量的苯系物，很多胶黏剂的生产和使用中也会产生很多的苯系污染物，此外，在家庭的沙发以及部分家具购买和使用中也会释放大量苯系物。通过调研发现，如果使用了稀料和原粉组成的防水材料，装修完成之后的实际检测结果比国家规定的要高出15倍左右。
　　2  苯系物检测
　　2.1 样品采集
　　通常苯系物的样品采集主要有三种方式，主要是直接采样、被动式采样和有动力采样三种类型。最简单的是直接采样，操作简便，实施方便，借助注射器等固定容器来完成，对样品进行直接采集，此方法主要在浓度较高的位置使用，这也是该方法的局限所在。被动式采样采集的样品类型主要有蒸汽态和气态污染物，使用的原理是气体分子渗透和扩散，采样过程不需要动力支持也不会产生噪声，在室内空气和个体接触的污染物中广泛采用。最后是动力采样，动力采样需要在空气样品中添加吸收液和吸附剂等，然后采集目标化合物。吸附剂的选择要遵守吸收效率高、吸附容量大、不干扰目标化合物的测定和化学性质稳定等原则。
　　2.2 样品预处理
　　在样品采集完成之后，还需要对样品进行预处理，这也是很重要的一步。正确的样品预处理能够为进一步研究打好坚实的基础，样品预处理最常用的方法有低温预浓缩热解析法、溶剂解析法和固相微萃取法等。而以上3种方法各有各的特点，其中溶剂解析法需要用解析溶液进行预处理，但是由于解析溶液的体积往往比分析样品的体积大，所以该方面的灵敏度不高，所以也会导致检测结果出现较大的误差。而热解析法能够在检测过程中有效避免溶剂带来的定性定量干扰，其灵敏度较高，但是也存在一定的缺陷，其样品的回收率较低，所以该方法不適合重复分析。固相萃取（Solid Phase Extraction）就是一种使用特定的固体吸附剂将样品中的所需要的目标化合物进行吸附，进而能够得到大量的目标化合物。相较于前两种技术而言，回收率以及性能的灵敏度都较高。因此选用固相微萃取进行预处理。
　　2.3 常用分析方法
　　在色谱分析中，包括了固定相和流动相，其中气相色谱是气体流动相，液相色谱是液体流动相。所以根据固定相的不同分别采用气固色谱和气液色谱，其中气固色谱的固定相是固体吸附剂，而气液色谱的固定相是涂有固定液的载体。
　　气相色谱法具有效能高、选择性广和灵敏度高的优势，所以其使用的范围相对较广，分析的速度也更快，在苯系物的分析中较为常用，借助该方法能够定性和定量分析出异构体和多组分的混合物，所以该方法的使用范围比较普及。此外，较为常用的佳偶皮低温预浓缩热解析气相色潜法、超临界流体萃取法、新固相微萃取气相色谱法、顶空气相色谱法以及活性炭吸附SO2解析气相色谱法等。 　　3  苯系物的治理方法
　　苯系物的治理方法有很多，最常见的有吸附法、生物法、吸收法以及高压脉冲电晕法和光催化氧化法，随着科技的发展和技术的进步，光催化氧化法因为其独有的优势，被广泛应用于挥发性有机物的处理中。
　　3.1 吸附法
　　吸附法需要借助净化剂，从稀溶液中进行提取，能够分离和富集有用组分和有害组分。吸附净化法和离子交换法的原则流程差不多，需要进行吸附和解吸两个过程。在工业上最常用的吸附剂有活性炭、磺化煤以及天然吸附剂。
　　在应用过程中发现活性炭的使用效果最好，其吸附的性能也最好，在使用中活性炭吸附饱和之后，需要用蒸汽来解吸。吸附法的应用范围较广，这主要也是由于其具有去除效率高、净化彻底以及能耗较低等优势决定的，且目前吸附法的工艺也相对成熟，更加实用，便于推广。在苯系物污染物的工程处理过程中，也是采用吸附剂进行重复的吸附和解吸，来去除空气中的苯系污染物。
　　3.2 吸收法
　　吸收法是對气体中的一种或者几种气体进行去除的方法，这主要是利用液体吸收剂处理完成的。吸收方法主要有物理吸收和化学吸收，物理吸收主要是气体在溶液中的溶解，而化学吸收主要是指气体与溶液中的化学物质发生反应的吸收过程。
　　吸收作用不仅应用于气体污染物的处理，而且在气体污染物的回收中也广泛应用。随着吸收法的不断应用和实践，该方法也越来越成熟，其设计和操作经验丰富，在空气污染物的治理中被广泛采用，而且该方法还能够将空气中的污染物转化为有用的产品。
　　3.3 生物法
　　生物法需要借助微生物的生命活动来完成，在苯系物污染物的处理中能够将苯系物污染物转变成无机物以及细胞物质等。常见的生物法有生物洗涤法、生物滴滤法和生物过滤法等，生物法的原理是生物膜理论，主要包括以下几个过程：废气中的有机物首先与苯系物吸收剂相接触，溶入吸收剂后溶解进入水中，并在浓度差的推动下扩散到生物膜中，被微生物捕获和吸收。微生物能够将有机污染物利用，经过代谢过程和生物化学反应转化成无害的化合物。
　　3.4 光催化氧化法
　　光催化氧化需要在光照条件下使用催化剂，使得价电子发生跃迁，然后会产生自由电子——空穴对，经过扩散、空间电荷迁移以及诱导，会转移到表面俘获位置，最终在表面形成自由基，在催化剂的推动下会生成无机物。
　　随着光催化氧化技术的不断发展和完善，在苯系物污染物的治理中也越来越被重视，该方法不需要其他的化学助剂，反应也比较温和，具有很好的应用前景。
　　4  苯系物检测及治理的进一步建议
　　空气中苯系物污染物的监测和治理，是一项艰巨的任务，需要社会各界的共同努力，并且采用合理处理方法来解决苯系物污染问题。
　　4.1 建立全国环境空气苯系物污染数据库
　　国外对苯系物的研究已经做了很多工作，包括苯系物污染数据库等，但是我国对城市空气中苯系物的研究还比较晚，还处于起步阶段。目前，虽然已经开展了一些工作，但主要集中在珠江三角洲、长江三角洲和京津冀等较为发达的地区。由于经济发展和管理体制等问题，大部分地区环境自动监测仪器相对落后。因此，应加强对各城市环境空气苯系物污染的研究，比如可以在各地的环境空气质量自动监测站加入环境空气苯系物的自动在线分析仪器，以丰富中国环境空气中苯系物污染的数据库。
　　4.2 大气复合污染的控制方法，完善法规标准
　　现阶段生态环境保护是国家的一项重大政策。而污染源大多来自于企业，因此国家出台了相应的政策以及企业排放污染物的标准，供各企业遵守。中国现行《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》GBZ2.1-2007中规定生产环境空气中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的时间加权平均容许浓度最大值分别是6mg/m2、50mg/m2、100mg/m2、50mg/m2，短时间接触容许浓度最大值分别是：10mg/m2、100mg/m2、150mg/m2、100mg/m2。
　　讨论适用于当前情况的空气质量标准和污染物排放标准，建立和完善建筑装饰材料的企业标准，并建立健全相关法律和政策。目前，虽然环境保护法和其他相关法律法规已经初步完善，但仍有许多制度障碍有待解决。建议从制度角度进一步完善苯系物污染物排放法规，并严格执行。
　　4.3 应从污染源头上加强控制
　　例如，大气中苯系物的主要污染源是机动车尾气。因此，应该加强对机动车辆的相关政策管理。提高石油产品的质量，采用低污染或无污染的燃料。燃料的成分和特性在发动机工作中起着重要作用，也对排放污染物的成分有很大影响。
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