VOCS在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)分析分為便攜式及在線式VOC分析儀

    在線監(jiān)測(cè)為發(fā)展趨勢(shì)：VOCs監(jiān)測(cè)主要分為離線檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)，技術(shù)要求難度高。我國(guó)VOCs監(jiān)測(cè)尚處于剛剛起步的階段，目前已有的VOCs分類的標(biāo)準(zhǔn)方法均是采用吸附劑采樣，針對(duì)的目標(biāo)化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物。未來(lái)VOCs在線監(jiān)測(cè)為大的發(fā)展趨勢(shì)，氣相色譜-火焰離子化監(jiān)測(cè)法面臨較大空間。

VOCs組成成分、不同污染源排放差異大等原因造成監(jiān)測(cè)起來(lái)相對(duì)于其他單一品種的大氣污染物難度較大，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)需要較高的可測(cè)性、準(zhǔn)確性和可靠性。目前根據(jù)我國(guó)VOCs的排放情況來(lái)看，VOCs監(jiān)測(cè)主要有以下難點(diǎn)：

圖表24：VOCs排放監(jiān)測(cè)難點(diǎn)

    監(jiān)測(cè)的難度使得監(jiān)測(cè)設(shè)備在技術(shù)方面必須滿足多組分、高靈敏度、高效率的監(jiān)測(cè)要求。從20世紀(jì)70~80年代開(kāi)始，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家相繼開(kāi)展了VOCs方面的研究工作，研制開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的測(cè)量分析方法和儀器，并隨著研究的深入，監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷地完善，更有一些時(shí)間分辨率高、靈敏度高的方法不斷出現(xiàn)。國(guó)際上于20世紀(jì)80年代開(kāi)始逐步形成了以美國(guó)環(huán)保局針對(duì)環(huán)境空氣中不同種類有毒有機(jī)物的監(jiān)測(cè)推薦的17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（TO-1～TO-17）的方法體系，其中與VOCs的采樣和分析方法有關(guān)的有10個(gè)。這些方法針對(duì)了環(huán)境空氣中VOCs不同的目標(biāo)化合物，采用了不同的樣品采集方法（如吸附劑或不銹鋼采樣罐）和樣品分析技術(shù)（如GC/MS，GC/FID，GC-ECD，HPLC等方法）。

    目前大氣VOCs的監(jiān)測(cè)方法主要包括離線技術(shù)和在線技術(shù)，其中離線技術(shù)指的是通過(guò)外部的各類監(jiān)測(cè)儀表樣本進(jìn)行定期的人工抽查；在線監(jiān)測(cè)指的是將監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝固定在需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備上，通過(guò)不斷的采樣分析得到連續(xù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。離線監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)通常都包括采樣、預(yù)濃縮、分離和檢測(cè)幾個(gè)過(guò)程。

A、離線監(jiān)測(cè)：氣相色譜-質(zhì)譜（GC/MS）法為主流

    離線監(jiān)測(cè)方面，空氣中VOCs的采樣方式可分為直接采樣、有動(dòng)力采樣和被動(dòng)式采樣。樣品預(yù)處理方法有溶劑解析法、固相微萃取法、低溫預(yù)濃縮-熱解析法等。分析VOCs的方法有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法以及最新發(fā)展的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法技術(shù)等。

圖表25：VOCs離線監(jiān)測(cè)主要步驟方法

    GC-MS分析儀綜合了色譜法的分離能力和質(zhì)譜的定性長(zhǎng)處，可在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)多組分混合物進(jìn)行定性分析。由于監(jiān)測(cè)靈敏度高、分離效果好，目前已經(jīng)成為了VOCs監(jiān) 測(cè)中最常選用的方法，可以監(jiān)測(cè)定總氣態(tài)的甲烷有機(jī)物。由于要求分析的氣體、液體、固體物在操作溫度下是穩(wěn)定的，且要求所分析的液體、固體氣化溫度不高于操作溫度上限，使GC-MS聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用范圍受到一定限制，未來(lái)也有待進(jìn)一步解決。

B、在線監(jiān)測(cè)：未來(lái)發(fā)展方向，看好氣相色譜-氫火焰離子化監(jiān)測(cè)法（GC-FID）

    相比于離線監(jiān)測(cè)的分析時(shí)間長(zhǎng)、分析數(shù)據(jù)結(jié)果較為滯后的特點(diǎn)，在線監(jiān)測(cè)具有效率高、預(yù)處理時(shí)間短、數(shù)據(jù)連續(xù)等優(yōu)勢(shì)，可以有效的減少人為操作失誤給數(shù)據(jù)帶來(lái)的誤差。

    VOCs在線監(jiān)測(cè)方法主要有氣相色譜-氫火焰離子化監(jiān)測(cè)法（GC-FID）、傅里葉紅外法（FTIR）、光離子化監(jiān)測(cè)法（PID）。GC-FID監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)大部分VOCs成分均有響應(yīng)，并且是等碳響應(yīng)，適合用于VOCs總量監(jiān)測(cè)，也可通過(guò)更換色譜柱材料等方式實(shí)現(xiàn)特征成分的監(jiān)測(cè)；FTIR監(jiān)測(cè)技術(shù)因其光譜范圍寬，可同時(shí)監(jiān)測(cè)多種VOCs特征成分含量，響應(yīng)速度快；PID監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)有機(jī)物成分進(jìn)行紫外電離，監(jiān)測(cè)其離子電流，從而分析有機(jī)物濃度。

圖表26：主要VOCs在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)比

    FID監(jiān)測(cè)方法幾乎對(duì)所有的VOCs都能夠響應(yīng)，檢測(cè)靈敏度比熱導(dǎo)檢測(cè)器高100-10000倍，檢測(cè)限達(dá)10-13g/s，對(duì)溫度不敏感，響應(yīng)快，目前是氣體色譜檢測(cè)儀中對(duì)烴類(如丁烷，己烷)靈敏度最好的一種手段，廣泛用于揮發(fā)性碳?xì)浠衔锖驮S多含炭化合物的檢測(cè)。依據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“Method25A”和歐洲標(biāo)準(zhǔn)“EN12619”的技術(shù)要求，規(guī)定固定污染源VOCs在線監(jiān)測(cè)應(yīng)采用GC-FID監(jiān)測(cè)技術(shù)，采樣探頭、樣品輸送管路和分析儀中樣品管路應(yīng)采用120℃以上高溫伴熱，應(yīng)選用抗腐蝕和惰性化的材料，以減少樣品吸附。

C、我國(guó)VOCs監(jiān)測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀和展望

    我國(guó)VOCs監(jiān)測(cè)尚處于剛剛起步的階段，在開(kāi)展的VOCs監(jiān)測(cè)工作中，采用的方法比較多樣化，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)零散，目標(biāo)化合物也不一致。由于VOCs工業(yè)源監(jiān)測(cè)對(duì)象往往具有高溫、高壓、高濃度等特點(diǎn)，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)備多數(shù)無(wú)法滿足直接進(jìn)樣分析的要求，目前已出臺(tái)的VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則針對(duì)的均為吸附劑采樣，針對(duì)的目標(biāo)化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物，難以反映監(jiān)測(cè)區(qū)域VOCs的污染特征和狀況，且需要設(shè)備多數(shù)來(lái)自進(jìn)口。

圖表27：已出臺(tái)VOCs技術(shù)監(jiān)測(cè)導(dǎo)則

資料來(lái)源：環(huán)保部

    預(yù)計(jì)2015年底國(guó)家將出臺(tái)重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)污染物減排和控制的技術(shù)導(dǎo)則，涉及包裝、印刷、石化、人造革、涂裝等8個(gè)行業(yè)，用以規(guī)范、指導(dǎo)我國(guó)一些重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域的VOCs(揮發(fā)性有機(jī)污染物)減排和控制工作，形成對(duì)VOCs排放的全過(guò)程、所有環(huán)節(jié)的技術(shù)或者工藝進(jìn)行規(guī)范和指導(dǎo)。未來(lái)在發(fā)展的過(guò)程中，大力推進(jìn)VOCs在線監(jiān)測(cè)將成為主流趨勢(shì)，氣相色譜-火焰離子化監(jiān)測(cè)法等在線監(jiān)測(cè)方法也將面臨很大空間。