隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國環(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。全國多個城市霧霾頻發(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)測分析現(xiàn)狀如何?有哪些先進(jìn)的檢測方法?與國外相比，國內(nèi)的檢測標(biāo)準(zhǔn)體系有何不足?便捷式快檢儀器在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用如何?針對這一系列疑問，小編有幸和國家環(huán)境分析測試中心POPs研究室主任董亮老師一起交流，在此與大家分享。

國家環(huán)境分析測試中心POPs研究室主任董亮。

室內(nèi)、環(huán)境大氣檢測需求有變化

商品房市場化以后，掀起一陣購房熱，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)保意識的增強(qiáng)，很快回歸理性，在裝修上更加注重環(huán)保、簡裝、大方，目前看來，室內(nèi)空氣污染呈下降趨勢。

但近幾年來，霧霾天氣連續(xù)爆發(fā)，“爆表”等極端情況也時有發(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)各個排放源的排放總量到達(dá)閾值后，PM2.5的人體表觀感受會激增。隨著自動化和智能化設(shè)備的發(fā)展，環(huán)境管理部門能夠?qū)崟r獲取到空氣質(zhì)量信息，給大氣環(huán)境的監(jiān)測與分析帶來了便利。

由于國外人工成本較高，多數(shù)的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)都是由自動在線監(jiān)測設(shè)備完成。自動化設(shè)備能夠連續(xù)監(jiān)測，避免了人工誤差，并且可以對多種污染物進(jìn)行同時監(jiān)測。發(fā)達(dá)國家經(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，但中國和發(fā)達(dá)國家的經(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。現(xiàn)階段，國內(nèi)大氣污染物治理的主要對象是氮氧化物、二氧化硫和PM2.5，而發(fā)達(dá)國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?？偟膩碚f，中國在大氣環(huán)境污染治理的道路上還需探索，尋找適合中國國情的道路，不能照搬照抄國外的模板。”董主任說。

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EPA標(biāo)準(zhǔn)分析方法體系相比，國內(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。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要是針對目標(biāo)化合物分別制定，比如，單獨(dú)針對有機(jī)氯農(nóng)藥或是其他類別農(nóng)藥制定標(biāo)準(zhǔn)分析方法;而美國在制定標(biāo)準(zhǔn)分析方法時，會根據(jù)方法特性，將可以測定的多類化合物一起列入。比如，EPA方法508，，能夠同時測定有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯或其他含氯除草劑等。

談到國內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方法和發(fā)達(dá)國家的差距時，董主任的回答很令人意外，環(huán)境檢測領(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，國內(nèi)硬件水平已經(jīng)和國外相差無幾，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)。總體來說，國內(nèi)許多基層環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的人員掌握和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的能力欠缺。

POPs治理要有中國特色

POPs是董主任的專業(yè)領(lǐng)域，他介紹說，《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，《POPs公約》受控物質(zhì)也在不斷增加。新POPs離人們的生活越來越近，PBDEs和PFOA/PFOSs在日常生活中就能接觸或使用到，從整個風(fēng)險防控角度來講，任務(wù)越來越艱巨。

中國在POPs的研究方面處于國際先進(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，我國是有機(jī)氯農(nóng)藥滴滴涕最大的使用國之一，所以滴滴涕的殘留普遍。在我國最具推廣意義和中國特色的POPs無害化處置技術(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，隨著時間推移，環(huán)境中的污染物含量自然會減少。

質(zhì)譜技術(shù)大行其道將

目前，國內(nèi)質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍。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儀器，中國每年進(jìn)口上千臺。質(zhì)譜技術(shù)已漸成為監(jiān)測領(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)測領(lǐng)域具有其他色譜檢測器無可比擬的優(yōu)勢，使用SIM(選擇離子)模式，可以大大降低假陽性率。雖然GC/MS對于有機(jī)氯農(nóng)藥等含氯有機(jī)物的絕對靈敏度不及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)譜圖庫的配合下，質(zhì)譜還可以對未知化合物進(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。越來越多標(biāo)準(zhǔn)分析方法采用質(zhì)譜作為檢測器也成為質(zhì)譜大行其道的重要原因之一。相信隨著更多采用質(zhì)譜檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)譜在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域必將成為有機(jī)污染物分析的利器。

國產(chǎn)儀器需提高自主創(chuàng)新能力

目前我國空氣監(jiān)測儀器行業(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)測儀器市場受到熱捧，國家政策給環(huán)境監(jiān)測儀器企業(yè)提供了新的發(fā)展空間。

我們都知道，國外儀器從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各方面都已經(jīng)相對成熟，并經(jīng)過了較長時間的檢驗(yàn)，產(chǎn)品運(yùn)行也較為穩(wěn)定。相比而言，國產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測儀器自主創(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。拿國產(chǎn)PM2.5監(jiān)測儀器來說，目前其在市場份額、穩(wěn)定性、產(chǎn)品先進(jìn)性上都有明顯劣勢。許多重點(diǎn)城市大氣監(jiān)測站采購的PM2.5監(jiān)測儀器都是國外品牌。在整體環(huán)境檢測儀器利好的前提下，國產(chǎn)儀器要想抓住機(jī)會，贏得環(huán)境監(jiān)測市場的一杯羹，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

在現(xiàn)場檢測和應(yīng)急檢測中，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，近年來得到快速的發(fā)展。只要是提及環(huán)境現(xiàn)場應(yīng)急檢測設(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。我國省級環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測機(jī)構(gòu)，都配有應(yīng)急監(jiān)測設(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)用儀屬于國內(nèi)首臺，主要技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。這也代表了某些領(lǐng)域的國產(chǎn)儀器已經(jīng)崛起，有利于打破國外便攜式GC-MS的市場壟斷，使其價格大幅度降低。

目前，國內(nèi)便攜式快檢儀器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，導(dǎo)致現(xiàn)場應(yīng)急事件檢測數(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)場檢測數(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。