VOCs治理強化監測(cè)需求 常用的技術有(yǒu)哪些?
揮發性有機物治理已經(jīng)被(bèi)提上日程,成為大(dà)氣汙染防治的(de)重要板塊。這也(yě)就對(duì)我國VOCs排放(fàng)監測提出了新的考驗(yàn)。按照不同行業的需求,VOCs檢測對象也並非完(wán)全一(yī)樣,所以(yǐ)本文對VOCs監測及分析方(fāng)法以及VOCS在線監測技術的發展(zhǎn)需求進行詳解(jiě)。
VOCs(VolatileOrganicCompounds,揮發性有機化合(hé)物)廣泛存在於(yú)生活和工業生產環境中(zhōng),其在大(dà)氣中形成的光化學(xué)煙霧,大多具有致癌、致畸、致突變性,對環境和人(rén)體健康危害很大[1]。許多發達國家都頒布了相應的法令限製VOCs排放,在監測項目中增加(jiā)了VOCs。美國的光化學自(zì)動監測係統中有56種VOCs,歐洲也有30多種VOCs被列入。我國《大氣汙染物綜合(hé)排放標準》(GB16297-2004)嚴格規定了33種大氣汙染物的排放閾值,對苯、甲苯(běn)、二甲(jiǎ)苯、酚類、苯胺類、硝基苯類物(wù)質的排放上限做出明確規定[2]。浙江省印發的《“十三五”節(jiē)能減排綜合工作方案》和《大(dà)氣汙染防治“十三五”規劃》要求大力推進VOCs重點減排工程實施,對重點企業開展VOCs監督性監測,加大監測頻次,嚴(yán)格VOCs有組織和無組織達(dá)標排放管理。
隨著社會的(de)發展,人們對環境汙染問題越來越重視,逐漸改變(biàn)了之前的“先汙(wū)染,後(hòu)治理”的意識。特別是在當今的“互聯網+環保”大環境,環境監(jiān)測的大數據為廢氣監測和治理(lǐ)提供了有力支持。然而,目前國內使用的VOCs廢氣在線監測(cè)設備和技術多種多樣,在實際操作中,不同行業(yè)的監測和分析係統(tǒng)也(yě)有較大差別,進而直接影響監測數據的準確性,導(dǎo)致監(jiān)測(cè)效果不理想。認清我國不同行業主要(yào)監測的VOCs組分,了解在線監測(cè)和分析設備的精度與(yǔ)原理,對提高(gāo)檢測數據質量提(tí)供了理論基礎和技術保障,對改善生態環境,促(cù)進中國環境友好的可(kě)持續發展具有重要的社會意義。
1 不同行業主要VOCs檢測因子
固定汙染源VOCs主要來源於噴(pēn)塗行業、皮革行業、石油化工廠、印刷行業、汙水/垃圾處理廠、加油站泄露、生物質、燃(rán)煤、半導(dǎo)體工業、冶金工業等[2],主要檢測(cè)指標為苯係物,非甲烷總烴以及部分揮發性有機溶劑。我國目前廢氣VOCS排放監測要(yào)求標準,詳見表1。經文獻調研[3-5]可知,集中工業園區工業有機廢(fèi)氣的在線監控,監測因子(zǐ)主要是TVOC與硫化氫;餐飲業產生的油煙主要包含苯,甲苯,二甲苯和多環芳烴等有害物質,運(yùn)營期廢氣汙染物主要包括可沉降顆粒物、細顆粒物及烴類物質等;汽車尾氣中含有大量的烯烴和多環(huán)芳烴如丁烯、甲苯和二甲苯等,其中含量最高的(de)是C8H10,可能是二甲苯或乙基苯(běn)。
2 VOCs監測及分析方法
應用在汙染源現場(chǎng)的固定汙染源廢氣(qì)VOCs在(zài)線(xiàn)監測係統(VOCs-CEMS),按照采樣(yàng)和測量方式劃分一般可(kě)分為:直接抽取測量方式、稀釋抽取測量方式和(hé)直接測量(liàng)方式3種結構[4]。稀釋抽取法CEMS占(zhàn)據了主(zhǔ)要地(dì)位,主要(yào)分布在美國,微(wēi)量取樣,靈敏度高,係統較複雜,價格高,連續時間長(zhǎng);直接抽取CEMS市場占有率中等,主要在(zài)德國和日本,對分析儀器要求(qiú)低,可實現多組分同時測量,維護量大;直測式CEMS市場份額小,主要分布(bù)在英國和德國,係統(tǒng)簡單,可實現多組(zǔ)分同時測量,然而在線校準難,維護量大。生產固定(dìng)汙染源廢氣VOCs在線監測係統的廠家有美國Durag、CICP、Phoenix,德國的SICKMAIHAK(西克麥哈克),法國OLDHAM,英國PROCAL,中國(guó)的(de)天津藍宇、安徽銅陵藍盾、杭州聚光等。
根據煙(yān)氣組分濃度測定原理,VOCs的分析方法可分氫火焰離(lí)子化檢測、光離子化監測、催化氧化-非分散紅外吸收、氣相色譜(pǔ)/質譜、傅立葉變換紅外光譜、差分吸收光譜、離子遷(qiān)移譜、調諧吸收光譜等[5]。其中,氣相色譜/質譜分析監測靈敏度高,選擇性強,可(kě)檢測TVOC和(hé)VOCs單個組分,也(yě)可同時分析多個組分。這一在(zài)線監測技術在歐美日韓等(děng)已(yǐ)有廣泛應用,並在我國部分經濟發(fā)達城市得到引進,取得了良好的效果(guǒ);傅立葉變換紅外光譜,檢測技術成熟(shú),監測VOCs種類較多,可同時分析多個組分。現場測量周期短,相(xiàng)應時間快;差分吸收光譜主要是對(duì)苯、甲苯、鄰(間、對)—二甲苯等苯(běn)係物進行檢測,可更好的對苯係物成分進行定量分析(xī)。同時,采用自動切換—連續監測技術可以實現多排口同時在線監測。一般現場采取非接(jiē)觸式直接(jiē)連續測量,無(wú)需預處(chù)理,保證氣體不失真,響應時間很快,可(kě)實現測量光路區域內的在線監測;離子遷移譜在應急監測、食品安全監測等領(lǐng)域有所應用。監測靈敏(mǐn)度高、相比質譜技術不需要真空係(xì)統,儀器結構簡單,成本較低。可測量濃度低、腐蝕(shí)性強(qiáng)的(de)氣體。
3 我(wǒ)國VOCS在線監測技術(shù)的發展需求
隨著我國VOCs監測、分析、去除等研究的深(shēn)入,盡快建立並完(wán)善VOCs的監測技(jì)術標準及指南,優化和統一VOCs監測係統,加強監測過程中監測頻次和數據質量誤差控製,勢在必行;其次(cì),目前(qián)應用最廣泛(fàn)的測量技術存在分辨率低、時間長、化(huà)合物共溢(yì)等現象,而高質(zhì)量的分析儀、專用監測儀器(qì)和自動監測係統多是(shì)國外引進。努力加強(qiáng)汙染(rǎn)源在線監測技術的(de)創新,實現高靈敏度、高時間分辨率以及連續(xù)在線自動化儀器國產化和市場化,迫在眉睫。
來源(yuán):《科(kē)技視界》
原標題:煙氣中VOCs在線監(jiān)測及分析技術
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