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    VOCs廢氣處理中的監測方法

    發布時間:2020-08-11 10:31:11

    當前,大氣污染防治得到改善,大部分城市環境空氣質量得到明顯提升。揮發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反應生成二次污染物,如臭氧(O3)、過氧乙酰硝酸酯和有機氣溶膠等,導致光化學煙霧,二次有機氣溶膠等大氣環境問題,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,還可能損害細胞內部代謝,對人體產生諸多不良影響。因此大氣中VOCs的監測一直備受觀注。

    揮發性有機物是一類重要的環境污染物,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,具有較強的光化學反應活性,可引發城市光化學煙霧。據研究表明,中國的排放主要來源交通、工業和生物質燃燒三大部門,而未來中國工業固定污染源的VOCs排放總量將呈現大幅度增長的趨勢。為了控制固定污染源VOCs排放,保護環境,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管理辦法。
    2國外現有固定污染源VOCs監測技術

    2.1光譜法

    光譜分析方法是基于與物質結構和組成相關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施,有著動態化、非破壞、快速、高效等特點,很適合進行現場快速檢測、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性有機化合物進行吸附濃縮,是一種將預留濃縮與采樣過程結合在一起的方法。吸附管采樣法有較多優點,如能夠獲得氣體污染物的時間加權平均濃度,而且容易運輸和清洗;能夠反復使用,具有明顯的價格優勢;適用范圍廣泛,對于絕大多數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測定產生影響。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點,采樣體積大,能夠反復使用,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、在線質譜儀、在線氣質聯用儀、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吸收光譜儀等。在線氣相色譜儀可用于已知揮發性有機物的濃度的監測;在線質譜儀可同時對揮發性有機物進行定性和定量分析,但無法區分異構體;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,優化配置可以檢測不同的氣體和有機蒸氣,這兩種技術可以檢測ppm水平的濃度。目前,VOCs在線監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無法滿足需求。

    3污染源VOCs監測方法標準體系建議

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

    結語

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

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