|
隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國(guó)環(huán)境問題日趨尖銳，空氣中可吸入顆粒物、VOCs、持久性有機(jī)污染物、受到持續(xù)關(guān)注。全國(guó)多個(gè)城市霧霾頻發(fā)，公眾的日常生活和身體健康造成極大影響。大氣污染防治刻不容緩，那么，大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析現(xiàn)狀如何？有哪些先進(jìn)的檢測(cè)方法？與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系有何不足？便捷式快檢儀器在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用如何？針對(duì)這一系列疑問，小編有幸和國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心POPs研究室主任董亮老師一起交流，在此與大家分享。
國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心POPs研究室主任董亮。
室內(nèi)、環(huán)境大氣檢測(cè)需求有變化
商品房市場(chǎng)化以后，掀起一陣購(gòu)房熱，直接“引發(fā)”裝修熱。建材中有機(jī)化合物的揮發(fā)與釋放，對(duì)室內(nèi)空氣造成污染，其中甲醛和TVOC超標(biāo)情況不容樂觀。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，很快回歸理性，在裝修上更加注重環(huán)保、簡(jiǎn)裝、大方，目前看來(lái)，室內(nèi)空氣污染呈下降趨勢(shì)。
但近幾年來(lái)，霧霾天氣連續(xù)爆發(fā)，“爆表”等極端情況也時(shí)有發(fā)生，人們開始關(guān)注大氣環(huán)境質(zhì)量。董主任指出，霧霾的形成不僅和一次顆粒物的排放有直接關(guān)聯(lián)，還和VOCs等PM2.5前體物的排放有很大關(guān)系。當(dāng)各個(gè)排放源的排放總量到達(dá)閾值后，PM2.5的人體表觀感受會(huì)激增。隨著自動(dòng)化和智能化設(shè)備的發(fā)展，環(huán)境管理部門能夠?qū)崟r(shí)獲取到空氣質(zhì)量信息，給大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)與分析帶來(lái)了便利。
由于國(guó)外人工成本較高，多數(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)都是由自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備完成。自動(dòng)化設(shè)備能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)，避免了人工誤差，并且可以對(duì)多種污染物進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)。發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)歷了從污染環(huán)境到治理環(huán)境的過程，有很多經(jīng)驗(yàn)可借鑒，但中國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的不同，產(chǎn)業(yè)結(jié)果差異大，主要污染物也有很大不同�，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)大氣污染物治理的主要對(duì)象是氮氧化物、二氧化硫和PM2.5，而發(fā)達(dá)國(guó)家氮氧化物和二氧化硫的矛盾并不尖銳，他們更多的關(guān)注大氣環(huán)境中的臭氧，甚至開始關(guān)注PM1�？偟膩�(lái)說(shuō)，中國(guó)在大氣環(huán)境污染治理的道路上還需探索，尋找適合中國(guó)國(guó)情的道路，不能照搬照抄國(guó)外的模板�！倍魅握f(shuō)。
環(huán)境分析標(biāo)準(zhǔn)體系待完善
據(jù)董主任介紹，目前，我國(guó)環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都是由環(huán)保部科技標(biāo)準(zhǔn)司組織環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)研究所制定和發(fā)布。和美國(guó)EPA標(biāo)準(zhǔn)分析方法體系相比，國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法體系還不夠系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)之間有交叉、重復(fù)，并且沒有覆蓋所有的目標(biāo)化合物。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)目標(biāo)化合物分別制定，比如，單獨(dú)針對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥或是其他類別農(nóng)藥制定標(biāo)準(zhǔn)分析方法；而美國(guó)在制定標(biāo)準(zhǔn)分析方法時(shí)，會(huì)根據(jù)方法特性，將可以測(cè)定的多類化合物一起列入。比如，EPA方法508，，能夠同時(shí)測(cè)定有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯或其他含氯除草劑等。
談到國(guó)內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方法和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距時(shí)，董主任的回答很令人意外，環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域目前頒布的方法和標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)并不落后，幾乎都處于國(guó)際水平，建立的方法使用的儀器涉及到GC-MS，HRGC/HRMS、HPLC-MS/MS等高端儀器，壓力流體萃取、固相萃取等前處理手段也常采用。董主任認(rèn)為，國(guó)內(nèi)硬件水平已經(jīng)和國(guó)外相差無(wú)幾，主要差距還是體現(xiàn)在人員素質(zhì)上（包括儀器操作能力、經(jīng)驗(yàn)等）。總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)許多基層環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的人員掌握和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的能力欠缺。
POPs治理要有中國(guó)特色
POPs是董主任的專業(yè)領(lǐng)域，他介紹說(shuō)，《斯德哥爾摩公約》中控制的POPs分為三大類，即含氯殺蟲劑、工業(yè)化學(xué)品和無(wú)意生產(chǎn)的化學(xué)品。首批限定的12種POPs中主要是有機(jī)氯殺蟲劑、多氯聯(lián)苯和非有意產(chǎn)生的二噁英、呋喃等。近年來(lái)，《POPs公約》受控物質(zhì)也在不斷增加。新POPs離人們的生活越來(lái)越近，PBDEs和PFOA/PFOSs在日常生活中就能接觸或使用到，從整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)防控角度來(lái)講，任務(wù)越來(lái)越艱巨。
中國(guó)在POPs的研究方面處于國(guó)際先進(jìn)水平，每年在POPs方面的研究論文數(shù)量處于領(lǐng)先地位。目前中國(guó)治理POPs的技術(shù)主要有：
1.高溫焚燒技術(shù)：焚燒法適用于處理含高濃度持久性有機(jī)污染物的固廢，但如果管理不善，可能會(huì)產(chǎn)生比原物質(zhì)毒性更大的毒物如二噁英等。
2.物理、化學(xué)處理技術(shù)：物理處理有吸收法、洗脫法、萃取法、蒸餾法和汽提法等，可對(duì)POPs起到濃縮富集，常作為一種預(yù)處理手段與其它處理方法聯(lián)合使用�；瘜W(xué)處理在POPs污染治理中的應(yīng)用較多，主要有光催化氧化法、超臨界水氧化法、電化學(xué)法、微波、放射性射線等高新技術(shù)，對(duì)多氯聯(lián)苯、六氯苯、五氯苯酚以及二噁英都有很好的去除作用，但由于費(fèi)用比較高，可推廣性不強(qiáng)。
3.生物修復(fù)技術(shù)：主要是利用植物、微生物或原生動(dòng)物等的吸收、轉(zhuǎn)化、清除或降解POPs，其成本低，但不適用高濃度殘留的樣品，而且處置效果目前不樂觀。
董主任表示，我國(guó)是有機(jī)氯農(nóng)藥滴滴涕最大的使用國(guó)之一，所以滴滴涕的殘留普遍。在我國(guó)最具推廣意義和中國(guó)特色的POPs無(wú)害化處置技術(shù)是利用水泥窯的高溫焚燒，可以有效處置含高濃度有機(jī)氯殺蟲劑、PCBs等POPs的固體廢棄物。
此外，他還強(qiáng)調(diào)，二噁英是目前人類產(chǎn)生的最可怕的化學(xué)物質(zhì)之一，被稱為“地球上毒性最強(qiáng)的毒物”，由于是非有意產(chǎn)生，所以最好的方法就是控制源頭，隨著時(shí)間推移，環(huán)境中的污染物含量自然會(huì)減少。
質(zhì)譜技術(shù)大行其道將
目前，國(guó)內(nèi)質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。四極桿小質(zhì)譜由于其優(yōu)良的定性定量能力，已成為有機(jī)物污染分析的入門級(jí)儀器，中國(guó)每年進(jìn)口上千臺(tái)。質(zhì)譜技術(shù)已漸成為監(jiān)測(cè)領(lǐng)域最具影響力的技術(shù)之一。
董主任認(rèn)為，質(zhì)譜在環(huán)境分析和監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有其他色譜檢測(cè)器無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，使用SIM(選擇離子)模式，可以大大降低假陽(yáng)性率。雖然GC/MS對(duì)于有機(jī)氯農(nóng)藥等含氯有機(jī)物的絕對(duì)靈敏度不及GC/ECD，但在實(shí)際樣品分析中，由于其良好的抗干擾能力，適用性反而比GC/ECD要好。在NIST標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)的配合下，質(zhì)譜還可以對(duì)未知化合物進(jìn)行定性分析。
采用質(zhì)譜技術(shù)還可以充分發(fā)揮同位素標(biāo)記化合物的作用，發(fā)揮同位素稀釋或同位素內(nèi)標(biāo)等先進(jìn)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制手段的功能。越來(lái)越多標(biāo)準(zhǔn)分析方法采用質(zhì)譜作為檢測(cè)器也成為質(zhì)譜大行其道的重要原因之一。相信隨著更多采用質(zhì)譜檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)譜在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域必將成為有機(jī)污染物分析的利器。
國(guó)產(chǎn)儀器需提高自主創(chuàng)新能力
目前我國(guó)空氣監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)技術(shù)尚不夠成熟，因缺乏技術(shù)資金，研發(fā)能力低、低水平重復(fù)多，儀器種類、質(zhì)量、性能很難與國(guó)外企業(yè)抗衡，行業(yè)發(fā)展面臨多重障礙。隨著“十二五計(jì)劃”大氣污染防治力度的不斷增強(qiáng)，大氣監(jiān)測(cè)儀器市場(chǎng)受到熱捧，國(guó)家政策給環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器企業(yè)提供了新的發(fā)展空間。
我們都知道，國(guó)外儀器從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各方面都已經(jīng)相對(duì)成熟，并經(jīng)過了較長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)，產(chǎn)品運(yùn)行也較為穩(wěn)定。相比而言，國(guó)產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器自主創(chuàng)新能力不足，最大問題是可靠性、靈敏度差、加工工藝水平低。拿國(guó)產(chǎn)PM2.5監(jiān)測(cè)儀器來(lái)說(shuō)，目前其在市場(chǎng)份額、穩(wěn)定性、產(chǎn)品先進(jìn)性上都有明顯劣勢(shì)。許多重點(diǎn)城市大氣監(jiān)測(cè)站采購(gòu)的PM2.5監(jiān)測(cè)儀器都是國(guó)外品牌。在整體環(huán)境檢測(cè)儀器利好的前提下，國(guó)產(chǎn)儀器要想抓住機(jī)會(huì)，贏得環(huán)境監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的一杯羹，有必要提高自主創(chuàng)新能力以及零部件加工工藝水平。
便攜式快檢儀器標(biāo)準(zhǔn)將出臺(tái)
在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和應(yīng)急檢測(cè)中，要求分析儀器具有適應(yīng)性強(qiáng)，響應(yīng)速度快、結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，以便快速給出應(yīng)急決策的依據(jù)，各種便攜式儀器設(shè)備正順應(yīng)了這一潮流，近年來(lái)得到快速的發(fā)展。只要是提及環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急檢測(cè)設(shè)備，就少不了便攜式GC和GC-MS，它們能夠?qū)ξ粗廴疚镞M(jìn)行定性和定量。我國(guó)省級(jí)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，都配有應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備和車輛，其中總能發(fā)現(xiàn)便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的身影。
董主任還提到，國(guó)產(chǎn)品牌中，聚光科技自主研發(fā)的Mars-400型便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀屬于國(guó)內(nèi)首臺(tái)，主要技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這也代表了某些領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)儀器已經(jīng)崛起，有利于打破國(guó)外便攜式GC-MS的市場(chǎng)壟斷，使其價(jià)格大幅度降低。
目前，國(guó)內(nèi)便攜式快檢儀器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急事件檢測(cè)數(shù)據(jù)只能做參考，不具有法律效力。董主任透露，目前，環(huán)保部已經(jīng)開始研制便攜式儀器的方法標(biāo)準(zhǔn)，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的合法性提供依據(jù)。此外，董主任還建議，儀器廠商應(yīng)該注重提高便攜式儀器的校準(zhǔn)能力，以及高溫高濕環(huán)境下的抗干擾能力。
|
推薦圖片
京ICP080572