摘要：本文主要对近年来我国空气中挥发性有机物的在线监测技术进行研究，其中在实际对在线监测技术进行对比时主要涉及到膜萃取气相色谱、质子转移反应质谱、飞行时间质谱、傅里叶变换红外光谱以及激光光谱等，讨论主要针对可调谐激光吸收光谱在线监测技术在应用中的优势与不足进行，并针对其发展前景进行展望。
关键词：挥发性有机物；在线监测；可调谐激光吸收光谱
气相色谱主要作为一种重要的手段存在于VOCs测量，不仅可对测量的精确性进行保障，同时在测量工作中发挥着不可替代的重要作用。需要注意的是该种方法存在一定的局限性，引起上述问题出现的主要原因就是涉及色谱以及电子轰击电离，进而在实际进行分析工作时也存在一定的滞后性。现代环境监测工作在实际采取相应控制措施之前需要准确的获取相关结果与信息，因此人们不断加大对VOCs监测方法的研究力度水，多种在线检测技术应运而生。
一、VOCs在线监测技术
1.膜萃取气相色谱技术
VOCs主要是指挥发性有机化合物。在不断的探究与实践过程中，在实际处理样品时也逐渐实现向膜技术的转化。上述现象出现的主要原因是在萃取膜的过程中两个相间主要呈现出一种混合的状态，乳状液的形成可在这一过程中实现有效消除的目标，溶剂消耗现象也可在这一过程中实现有效的减少。为在真正意义上实现对过程连续性以及实时性的保障必须促使样品实现与萃取剂连续性接触，在此基础上与其他设备在线连接的目标才能得以顺利实现。
2.质子转移反应质谱技术
质子转移反应质谱技术可以说是一项全新的技术，主要是在化学电离思想以及流动漂移管模型技术结合的基础上形成。灵敏度较高、响应速度较快以及瞬时清晰度较高是其显著优势与特征。在实际工作中不仅不需要对样品进行预处理，同时空气中的常规组分也不会受到过分的干扰，这也是其实现大面积应用与推广的主要原因。
二、调谐激光吸收光谱在线监测技术的优势与不足
1.TDLAS技术的优势
在对预处理进行改进的基础上我们可得到色谱和质谱在线监测技术，预处理的速度可在原有基础上实现最大限度的提高，连续的进样以及分析工作也必须在色谱和质谱在线监测技术的基础上述实现。在实际对样品进行处理时会受到各种客观因素的影响，其中主要包括背景气体、粉尘以及水分等，这也充分说明样品分析偏差的不可避免性。
而调谐激光吸收光谱分析技术则具有光学非接触、极快响应速度、高灵敏度等显著优点，且不需要对样品进行预处理，无色谱及电子轰击电离，在监测过程中不会改变或者影响样品的特性，从而能实现真正的实时在线测量。
2.TDLAS技术的不足
调谐激光吸收光谱分析技术因其独特的优点在VOCs在线监测应用方面具有显著的优势，但也存在一些问题和局限性。
红外调谐激光吸收光谱技术具有良好的选择性和灵敏度以及极快的响应速度。与中远红外波段相比，近红外调谐激光光谱技术具有明显的优势，因为其不需要制冷装置，波长在800～2300nm范围内室温条件下操作就可以达到较高的监测灵敏度和可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前在VOCs具有丰富吸收光谱带的红外波段的可调谐激光器的性能尚欠理想，且价格较高，使得仪器的性价比不高，不利于仪器的推广和应用。
空气中VOCs种类繁多，各种气体组分问的交叉干扰及水分、粉尘、气溶胶等物质的干扰吸收都会影响对单一组分吸收谱的分离和检测。空气中VOCs含量非常低，要得到气体浓度，根据朗伯．比尔定律，需要有足够大的光程。对于开发微型化便携式气体分析仪而言，需要在有限的空间内实现光路的多次折返。同时，进行开放式监测是实现真正实时在线监测的要求，外界环境对仪器的腐蚀和损坏也是需要研究和解决的关键I、口J题。
三、3TDLAS技术发展与展望
针对以上不足，本文作者认为在以下几个方面展开深入的研究及开发将是解决上述问题的关键，并将成为未来进一步发展TDLAS在线监测技术的研究方向。
1.可调谐激光器足TDLAS系统的重要部件。在VOCs具有丰富吸收的近红外区，开发出价格更低廉、调谐范围更宽、性能更优良和稳定的半导体二极管激光器，将会实现对苯系物、卤代烃等危害较大的VOCs的优先选择性监测，并降低仪器的价格，从而大大促进TDLAS在线监测系统在实际中的应用。
2.为有效分离VOCs气体吸收谱线，并准确修正开放环境中水分、粉尘、气溶胶等物质对监测结果的干扰，进一步发展基于多谐波调制谱的单线光谱检测技术，并研究VOCs吸收截面的分离方法及解决多物质谱线重叠的数据处理方法都将成为发展TDLAS技术的关键所在。
3.开放式多光程吸收池是TDLAS系统最为关键的装置之一。为提高气体池中光路反射次数并减小其体积，可采用相对口径更大的场镜；同时为减少多次反射及反射材料吸收引起的光能损失，一般可在球面凹面反射镜玻璃基底上镀一层金、银、铝等金属膜，但在开放式监测环境下，金属镀膜却常因腐蚀而脱落，因此建议选用更为稳定的介质反射膜，同时吸收池窗体材料建议选用性能更为优良的KBr晶体材料。
在多种VOCs在线监测技术中，调谐激光吸收光谱在线监测技术由于其显著的优点而具有很大的发展空间和应用潜力，但由于技术研究尚不完善，还存在很多的问题和局限性，目前也基本限于实验室阶段，真正用于现场实际在线监测的例子较少；而且目前开发的一些在线监测仪器由于价格较高、体积较大、操作和维护困难等缺点大大限制了其在实际监测工作中的广泛应用。因此，今后应在以下几个方面展开进一步的研究。
（1）对VOCs近红外可调谐激光光谱在线监测技术原理进行更深入的研究，同时发展中远红外波段的监测技术。
（2）设计光程更长、性能更可靠和稳定的开放式多光程池，研究解决谱线重叠和环境干扰因素的数据处理方法。
（3）开发价格更便宜、性能更优良、调谐范围更宽的激光器以及快速、灵敏、经济实用且操作维护较为简单的微型化便携式在线监测仪器。
结语
可以预见，随着调谐激光技术的迅速发展，检测原理的日趋完善，调谐激光吸收光谱技术将在VOCs在线监测应用中日益发挥其独特作用。
参考文献：
[1]李雷，李红，王学中，等.广州市中心城区环境空气中挥发性有机物的污染特征与健康风险评价[J].环境科学，2013，34（12）：4558-4564.
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论文作者:杨连江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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