固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物監(jiān)測技術(shù)

當前，大氣污染防治得到改善，大部分城市環(huán)境空氣質(zhì)量得到明顯提升。揮發(fā)性有機物是對流層大氣普遍存在的一類污染物，大氣中VOCs中的烴類化合物與氮氧化物在紫外線的作用下參與光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，如臭氧（O3）、過氧乙酰硝酸酯和有機氣溶膠等，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，二次有機氣溶膠等大氣環(huán)境問題，也是PM2.5的重要前體物之一，此外，VOCs還會損害人體健康，除了刺激感覺器官外，還可能損害細胞內(nèi)部代謝，對人體產(chǎn)生諸多不良影響。因此大氣中VOCs的監(jiān)測一直備受觀注。

揮發(fā)性有機物是一類重要的環(huán)境污染物，長時間攝入會有致癌、致畸、致突變的危害。此外，VOCs為臭氧和二次有機顆粒物（SOA）生成的主要前體物，具有較強的光化學(xué)反應(yīng)活性，可引發(fā)城市光化學(xué)煙霧。據(jù)研究表明，中國的排放主要來源交通、工業(yè)和生物質(zhì)燃燒三大部門，而未來中國工業(yè)固定污染源的VOCs排放總量將呈現(xiàn)大幅度增長的趨勢。為了控制固定污染源VOCs排放，保護環(huán)境，保障人體健康，我國逐步將VOCs控制納入大氣污染物控制體系，逐漸建立和不斷完善排放標準和相關(guān)管理辦法。

1 VOCs國內(nèi)外定義

1.1國外VOCs的定義

揮發(fā)性有機化合物英文縮寫VOCs，其有許多定義，這些定義有相同點也有各自的側(cè)重點。EPA將VOCs定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外任何參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物；世界衛(wèi)生組織（WHO）對VOCs的定義為熔點低于室溫而沸點在50-260℃之間的揮發(fā)性有機物的總稱。澳大利亞國家污染物清單將VOCs定義為在25℃條件下蒸氣壓大于0.27kpa的所有有機物。在德國DIN55649-2000標準中的定義是：原則上在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機液體和或固體。

1.2我國VOCs的定義

我國VOCs的定義可以分為國家層面和地方層面的。國家標準中對VOCs的定義有：《合成革與人造革工業(yè)污染物排放標準》（GB21902-2008）VOCs指常壓下沸點低于250℃，或者能夠以氣態(tài)分子的形態(tài)排放到空氣中的所有有機化合物（不包括甲烷），簡寫作VOCs?！冻鞘写髿鈸]發(fā)性有機化合物（VOCs）監(jiān)測技術(shù)指南》VOCs是指在常壓下沸點低于260℃或常溫下飽和蒸氣壓大于70.91Pa的有機化合物。地方標準中對VOCs的定義有：四川省《固定汚染源大氣揮發(fā)性有機物排放標準》（DB51/2377-2017）VOCs指在293.15K條件下蒸氣壓大于或等于10Pa，或者特定條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的除CH4，CO，CO2，H2CO3，金屬碳化物，金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物，主要包括非甲烷總烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴），含氧的有機化合物（醛、酮、醇、醚類等），含氮的有機化合物，含硫的有機化合物等。

江蘇省和河北省的工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物控制排放標準VOCs指的是參與光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物，或者根據(jù)規(guī)定的方法測量和核算確定的有機化合物。2VOCs監(jiān)測工作的重要性自從《大氣污染防治行動計劃》實施到現(xiàn)在，全國空氣質(zhì)量得到了顯著的改善，有關(guān)的二氧化硫、粉塵粉煤灰、氮氧化物等的排放也得到了控制，不過重點區(qū)域臭氧濃度仍呈上升趨勢，特別在夏秋季已成為部分城市首要的污染源。揮發(fā)性有機化合物是致使臭氧污染的前體物，其對于二次PM2．5生成有著很大的影響。所以嚴格控制揮發(fā)性有機化合物的排放，才能從根本上解決大氣中PM2．5和O3濃度的上升。而對于污染的治理，必須加強揮發(fā)性有機化合物的監(jiān)測，嚴格控制有關(guān)揮發(fā)性有機化合物的排放，全面展開防治工作。

2國外現(xiàn)有固定污染源VOCs監(jiān)測技術(shù)

2.1光譜法

光譜分析方法是基于與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成相關(guān)的特征信息進行檢測的方法，只要能夠選擇適宜的波段范圍與方法，就能準確進行檢測。該方法有良好的選擇性及靈敏度，不需要樣品與實驗室配套設(shè)施，有著動態(tài)化、非破壞、快速、高效等特點，很適合進行現(xiàn)場快速檢測、實時在線分析。

2.2吸附劑富集采樣法

吸附劑富集采樣法是指使用固體吸附劑對揮發(fā)性有機化合物進行吸附濃縮，是一種將預(yù)留濃縮與采樣過程結(jié)合在一起的方法。吸附管采樣法有較多優(yōu)點，如能夠獲得氣體污染物的時間加權(quán)平均濃度，而且容易運輸和清洗；能夠反復(fù)使用，具有明顯的價格優(yōu)勢；適用范圍廣泛，對于絕大多數(shù)的化合物都可以使用，而且采集樣品的體積變化范圍大。但是此類方法也存在缺點，并不適合于采集揮發(fā)性極高的化合物。吸附劑富集采樣法常用的吸附劑一般有XAD-2、活性炭、TenaxTA、以及Carbotrap等。在采集污染源樣品時，含有高濃度顆粒物與水分的廢氣同樣會對后續(xù)測定產(chǎn)生影響。因此在采樣時，需要先用玻璃棉過濾頭、不銹鋼濾膜等去除顆粒物，然后再使用冷凝裝置、硅膠顆粒等去除水分。

2.3全量氣體采樣法

用容器直接采集一定體積空氣進行采樣的方法叫做全量氣體采樣法，使用的容器有玻璃容器、聚合物袋、聚四氟乙烯、不銹鋼采樣罐等，其中應(yīng)用廣泛的是不銹鋼罐和聚合物袋。罐式采樣法能避免采樣過程中出現(xiàn)穿透、分解、解析難等問題，保持樣品完整性，能夠多次使用分析。聚合物袋則具有物美價廉的優(yōu)點，采樣體積大，能夠反復(fù)使用，但有容易受到污染物滲透的影響而造成樣品污染的缺點。

2.4在線自動監(jiān)測

目前GC-FID/PID、GC-MS/FID、FTIR、PTR-MS可對VOCs進行在線自動多組分分析。催化氧化法、色譜法、非分散紅外法和干涉增幅反射法可對VOCs進行總量分析。VOCs在線分析儀器主要有在線氣相色譜儀、在線質(zhì)譜儀、在線氣質(zhì)聯(lián)用儀、在線PID和FID檢測器、在線紅外光譜儀、在線激光檢測儀和在線差分光學(xué)吸收光譜儀等。在線氣相色譜儀可用于已知揮發(fā)性有機物的濃度的監(jiān)測；在線質(zhì)譜儀可同時對揮發(fā)性有機物進行定性和定量分析，但無法區(qū)分異構(gòu)體；在線PID和FID檢測器對低濃度氣體和有機蒸氣具有良好靈敏度的檢測器，優(yōu)化配置可以檢測不同的氣體和有機蒸氣，這兩種技術(shù)可以檢測ppm水平的濃度。目前，VOCs在線監(jiān)測儀器存在的主要問題在標氣缺失、標準不全和前處理技術(shù)無法滿足需求。

3污染源VOCs監(jiān)測方法標準體系建議

目前污染源廢氣在線分析方法較少，還需要研究更適應(yīng)于固定污染源監(jiān)測的在線分析方法，并針對不同的類型設(shè)計不同的在線分析方法，如對GC、FID、PID、光譜技術(shù)等制定相應(yīng)的方法標準。制定在線分析方法標準還需要關(guān)注樣品采集與前處理技術(shù)，以適應(yīng)污染源廢氣高溫高濕等嚴苛的環(huán)境條件。在線方法是質(zhì)量保證與質(zhì)量控制的有效手段，在保證時效性與便捷性的同時，還能夠獲得高質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。

結(jié)語

總之，在檢測方法方面雖然實驗室分析方法有現(xiàn)行的標準方法，但是目前我國VOCs便攜式儀器監(jiān)測方法標準和在線自動監(jiān)測方法標準不完善，還需進行VOCs便攜式儀器監(jiān)測方法和在線監(jiān)測方法的研究，規(guī)范VOCs監(jiān)測，為VOCs監(jiān)測提供有力的技術(shù)支持。

碧水藍天環(huán)保平臺打造工業(yè)環(huán)保綜合服務(wù)平臺，為工業(yè)園區(qū)提供一站式環(huán)保綜合解決方案。50人環(huán)保專家咨詢團隊，200個環(huán)保實操項目經(jīng)驗，有工業(yè)環(huán)保問題請隨時發(fā)到“環(huán)保工匠”小程序，快速提交，5分鐘響應(yīng)！

服務(wù)官網(wǎng)：www.hear-direct.com

 咨詢熱線：010-65861787  18516975349