VOCs在线监测

　　现阶段，我国大气环境问题十分突出，尤其是雾霾天气已经严重影响了人们的正常生活。文章针对大气挥发性有机物 (VOCs) 污染防治的相关要求，对我国现阶段固定污染源VOCs 在线监测系统的技术特征进行分析，依据实际情况及发展需求提出了一些建议，以期达到良好的监测效果，促进固定污染源 VOCs 在线监测技术的发展。

常规情况下，挥发性有机化合物（VOCs）沸点在 50 ～ 260℃之间，室温状态下饱和蒸气压在 133.32Pa 以上，常温下以蒸汽形式存在。该物质具有毒性和刺激性，也会引发光化学烟雾污染，对臭氧层产生破坏，引发温室效应等。借助在线自动监测技术对固定污染源废气中的 VOCs进行连续实时监测，通过在线监测数据反映企业生产管理及污染治理情况，能够一定程度上避免企业超标排放，减少环境污染。

1 固定污染源 VOCs 在线监测系统技术特征

1.1 主要监测仪器及原理

　　氢火焰离子化检测器（FID）：该类检测器原理为氢火焰对被测气体中有机物分子产生化学电离，生成的正负离子在电场作用下，被收集极收集产生微弱电流，根据电流的大小测量被测气体的浓度。光离子化检测器（PID）：该类检测器是在紫外灯光源作用下，被测气体中有机物分子被电离成正负离子，在外加电场的作用下离子偏移形成微弱电流，由于被测气体浓度与光离子化电流呈线性关系，通过检测电流值测量被测气体的浓度。气相色谱—质谱检测器（CG-MS）：该类检测器是借助高速电子对气态分子、原子等进行撞击，使电离后的正离子处于加速状态，进入质量分析器，该过程中，处于离子状态的样品，需要借助不同离子在各异电场及磁场环境下的不同行为，依据质荷比，分解成各自相对应的质谱，从而对样品定性和定量检测[1] 。

1.2 系统结构特征

　　文章以 CEMS-2000 B VOC 型固定污染源 VOCs 在线监测系统为例分析。如图 1 为系统构成，该系统中主要包含采样 / 预处理子系统、VOCs 气态污染物监测子系统、烟气参数子系统、数据采集与处理子系统四部分内容。采样预处理子系统包含采样探头、预处理单元、伴热管线、电控单元，依托机柜中的真空泵抽取烟气，经过采样探头和高温伴热管线，进入 VOCs 分析仪中完成测量工作。本系统采样结构是从取样口中将样品抽取出来，使用高温采样探头除尘之后，借助高温伴热管进入在线气相色谱。将加热箱设置在色谱仪中，管路状态下，样品保持高温。经过色谱分离之后，样品进入高灵敏度氢火焰离子化检测器中，开展检测分析工作[2] 。

图 1 固定污染源 VOCs 在线监测系统

1.3 系统性能参数

在系统测试过程中，采用标气和动态校准仪。该背景下，对系统检出限、重复性、线性偏差、稳定性等各类技术指标进行检测，确保实测参数满足国际同类产品指标要求。

什么是VOCs？

　　危害大，VOCs：不容小觑：VOCs成分复杂，目前已经监测出的VOCs有300多种，主要来自建筑装饰、有机化工、石油石化、包装印刷、表面涂装等行业。VOCs四大大气污染物之一，属于形成PM2.5和光化学烟雾的重要因素，能够损害人体神经系统、血液成分和心血管系统，对人体健康和社会环境影响极大。

空气中VOCs的排放源主要有自然源和人为源两类。自然源主要来自植被排放、森林火灾、野生动物排放和湿地厌氧过程等，对人类健康的影响一般在可控范围之内。

　　人为源包括移动源和固定源。移动源包括汽车、轮船、飞机等消耗化石燃料的各种交通工具；固定源分为生活源和工业源，生活源主要指来自建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等；工业源设计行业众多，包括有机化工、石油石化、包装印刷、表面涂装等。

来自工业源的VOCs排放强度大、浓度高、污染物种类多，属于造成污染的大户。工业源的VOCs产生主要来自含VOCs产品的使用、以VOCs为原料的工艺过程、VOCs的生产、有机物的储存和运输等四大环节。

A、离线监测：气相色谱-质谱(GC/MS)法为主流

　　离线监测方面，空气中VOCs的采样方式可分为直接采样、有动力采样和被动式采样。样品预处理方法有溶剂解析法、固相微萃取法、低温预浓缩-热解析法等。分析VOCs的方法有气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法以及最新发展的质子转移反应质谱法技术等。

B、在线监测：气相色谱-氢火焰离子化监测法(GC-FID)

　　相比于离线监测的分析时间长、分析数据结果较为滞后的特点，在线监测具有效率高、预处理时间短、数据连续等优势，可以有效的减少人为操作失误给数据带来的误差。