惡臭污染是典型的擾民污染，氣味物質(zhì)通過(guò)人的嗅覺(jué)感官作用于人的心理，使人產(chǎn)生不愉快的感受。近年民眾舉報(bào)惡臭污染事件、環(huán)境污染糾紛頻發(fā)。

惡臭污染多發(fā)于局部大氣環(huán)境，具有瞬時(shí)性，可遠(yuǎn)距離傳輸。惡臭化合物具有多組分、低濃度、高活性的特點(diǎn)，受環(huán)境因素干擾嚴(yán)重，這就要求現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備需要具備較高的靈敏度、瞬時(shí)捕捉能力，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜采樣條件的干擾，確保長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

面對(duì)突發(fā)污染事件，如何對(duì)惡臭/異味排放進(jìn)行有效排查與溯源？如何出具客觀，可視化的科學(xué)數(shù)據(jù)，幫助執(zhí)法人員有據(jù)可依開(kāi)展工作？

氣相色譜離子遷移譜聯(lián)用儀（GC-IMS）給你答案。

   前言   

抗生素原料藥在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生異味污染引發(fā)的民眾投訴增多，逐漸成為發(fā)酵制藥企業(yè)亟需解決的污染治理難點(diǎn)。

發(fā)酵制藥工藝產(chǎn)生的特殊異味主要來(lái)自發(fā)酵廢氣、提取精制等環(huán)節(jié)，是揮發(fā)性有機(jī)物污染的主要釋放源，而廢水處理和菌渣處理環(huán)節(jié)則兼有惡臭和VOCs污染問(wèn)題，找到發(fā)酵異味污染的關(guān)鍵成分至關(guān)重要，了解污染特征，為科學(xué)控制污染排放制定控制目標(biāo)。

氣相色譜離子遷移譜聯(lián)用儀（GC-IMS）作為揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)新技術(shù)，正在應(yīng)用于多介質(zhì)（水、土、氣）惡臭化合物的快速檢測(cè)，無(wú)需富集濃縮即可檢測(cè)到亞ppb級(jí)別的化合物，擅長(zhǎng)含氧VOCs、有機(jī)硫、有機(jī)胺等雜原子化合物的檢測(cè)。

目前的應(yīng)用領(lǐng)域包括：化工園區(qū)惡臭氣體檢測(cè)、污染場(chǎng)地土壤氣檢測(cè)、黑臭水體檢測(cè)等。

實(shí)驗(yàn)方案   

GC-IMS的指紋譜圖分析

從GC-IMS譜圖分析可知三種發(fā)酵尾氣樣品的譜圖有較大差異，分別定性檢出16、17和13種典型的有機(jī)物。對(duì)比指紋圖（圖1）可知，三種發(fā)酵尾氣樣品中均有各自特征的物質(zhì)存在，也含有相同的組分，如乙醇、丙酮、正丁醇、辛醛、壬醛、苯甲醛和乙酸丁酯。其中，丙酮、丁醇和乙酸丁酯是提取工序常用的有機(jī)溶劑。

圖1  三種抗生素發(fā)酵尾氣的氣相離子遷移譜二維圖及指紋對(duì)比圖

注：上圖指紋圖譜中：

（1）一個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物，點(diǎn)的顏色代表物質(zhì)的濃度；

（2）一行表示一個(gè)樣品中所選揮發(fā)性有機(jī)物、一列表示同一種物質(zhì)在不同樣品的含量。

因氣體樣品中異味物質(zhì)的化學(xué)濃度較低，在分析過(guò)程中易受空氣背景和熱脫附前處理的影響，故對(duì)發(fā)酵液樣品中的揮發(fā)性組分進(jìn)行了分析。結(jié)果與發(fā)酵尾氣的一致，三種發(fā)酵液中的揮發(fā)性物質(zhì)組成也表現(xiàn)出顯著差異（見(jiàn)圖2）。

圖2  三種抗生素發(fā)酵液的氣相離子遷移譜二維成像圖及不同發(fā)酵時(shí)間樣品的指紋對(duì)比圖

GC-IMS 定性結(jié)果表明

（1)在紅霉素發(fā)酵液中檢測(cè)到特征成分：土臭素（geosmin）和二甲基異崁醇（2-MIB）；

（2)在泰樂(lè)菌素發(fā)酵液中檢測(cè)到特征成分：甲基異丁酮和 1-辛烯-3-醇；

（3)在四環(huán)素發(fā)酵液中檢測(cè)到豐富的醛類(lèi)化合物。

結(jié)論   

氣相色譜離子遷移譜聯(lián)用儀極高的靈敏性和對(duì)雜原子VOCs優(yōu)異的檢測(cè)能力，使其可以快速找到不同生產(chǎn)工藝污染物質(zhì)的排放特征，對(duì)后續(xù)的異味溯源過(guò)程提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。找到污染的關(guān)鍵成分，幫助企業(yè)有目標(biāo)的控制排放，幫助執(zhí)法工作者制定污染控制目標(biāo)。