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挥发性有机物治理已经被提上日程 成为大气污染防治的重要板块

2017-11-06 20:45:34 来源: 责任编辑: 阅读量:

 挥发性有机物治理已经被提上日程,成为大气污染防治的重要板块。这也就对我国VOCs排放监测提出了新的考验。按照不同行业的需求,VOCs检测对象也并非完全一样,所以本文对VOCs监测及分析方法以及VOCS在线监测技术的发展需求进行详解。

VOCs治理强化监测需求 常用的技术有哪些?

0引言

VOCs(VolatileOrganicCompounds,挥发性有机化合物)广泛存在于生活和工业生产环境中,其在大气中形成的光化学烟雾,大多具有致癌、致畸、致突变性,对环境和人体健康危害很大[1]。许多发达国家都颁布了相应的法令限制VOCs排放,在监测项目中增加了VOCs。美国的光化学自动监测系统中有56种VOCs,欧洲也有30多种VOCs被列入。我国《大气污染物综合排放标准》(GB16297-2004)严格规定了33种大气污染物的排放阈值,对苯、甲苯、二甲苯、酚类、苯胺类、硝基苯类物质的排放上限做出明确规定[2]。浙江省印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》和《大气污染防治“十三五”规划》要求大力推进VOCs重点减排工程实施,对重点企业开展VOCs监督性监测,加大监测频次,严格VOCs有组织和无组织达标排放管理。

随着社会的发展,人们对环境污染问题越来越重视,逐渐改变了之前的“先污染,后治理”的意识。特别是在当今的“互联网+环保”大环境,环境监测的大数据为废气监测和治理提供了有力支持。然而,目前国内使用的VOCs废气在线监测设备和技术多种多样,在实际操作中,不同行业的监测和分析系统也有较大差别,进而直接影响监测数据的准确性,导致监测效果不理想。认清我国不同行业主要监测的VOCs组分,了解在线监测和分析设备的精度与原理,对提高检测数据质量提供了理论基础和技术保障,对改善生态环境,促进中国环境友好的可持续发展具有重要的社会意义。

1不同行业主要VOCs检测因子

固定污染源VOCs主要来源于喷涂行业、皮革行业、石油化工厂、印刷行业、污水/垃圾处理厂、加油站泄露、生物质、燃煤、半导体工业、冶金工业等[2],主要检测指标为苯系物,非甲烷总烃以及部分挥发性有机溶剂。我国目前废气VOCS排放监测要求标准,详见表1。经文献调研[3-5]可知,集中工业园区工业有机废气的在线监控,监测因子主要是TVOC与硫化氢;餐饮业产生的油烟主要包含苯,甲苯,二甲苯和多环芳烃等有害物质,运营期废气污染物主要包括可沉降颗粒物、细颗粒物及烃类物质等;汽车尾气中含有大量的烯烃和多环芳烃如丁烯、甲苯和二甲苯等,其中含量最高的是C8H10,可能是二甲苯或乙基苯。

表1我国目前废气VOCS排放监测要求标准

2 VOCs监测及分析方法

应用在污染源现场的固定污染源废气VOCs在线监测系统(VOCs-CEMS),按照采样和测量方式划分一般可分为:直接抽取测量方式、稀释抽取测量方式和直接测量方式3种结构[4]。稀释抽取法CEMS占据了主要地位,主要分布在美国,微量取样,灵敏度高,系统较复杂,价格高,连续时间长;直接抽取CEMS市场占有率中等,主要在德国和日本,对分析仪器要求低,可实现多组分同时测量,维护量大;直测式CEMS市场份额小,主要分布在英国和德国,系统简单,可实现多组分同时测量,然而在线校准难,维护量大。生产固定污染源废气VOCs在线监测系统的厂家有美国Durag、CICP、Phoenix,德国的SICKMAIHAK(西克麦哈克),法国OLDHAM,英国PROCAL,中国的天津蓝宇、安徽铜陵蓝盾、杭州聚光等。

根据烟气组分浓度测定原理,VOCs的分析方法可分氢火焰离子化检测、光离子化监测、催化氧化-非分散红外吸收、气相色谱/质谱、傅立叶变换红外光谱、差分吸收光谱、离子迁移谱、调谐吸收光谱等[5]。其中,气相色谱/质谱分析监测灵敏度高,选择性强,可检测TVOC和VOCs单个组分,也可同时分析多个组分。这一在线监测技术在欧美日韩等已有广泛应用,并在我国部分经济发达城市得到引进,取得了良好的效果;傅立叶变换红外光谱,检测技术成熟,监测VOCs种类较多,可同时分析多个组分。现场测量周期短,相应时间快;差分吸收光谱主要是对苯、甲苯、邻(间、对)—二甲苯等苯系物进行检测,可更好的对苯系物成分进行定量分析。同时,采用自动切换—连续监测技术可以实现多排口同时在线监测。一般现场采取非接触式直接连续测量,无需预处理,保证气体不失真,响应时间很快,可实现测量光路区域内的在线监测;离子迁移谱在应急监测、食品安全监测等领域有所应用。监测灵敏度高、相比质谱技术不需要真空系统,仪器结构简单,成本较低。可测量浓度低、腐蚀性强的气体。

3我国VOCS在线监测技术的发展需求

随着我国VOCs监测、分析、去除等研究的深入,尽快建立并完善VOCs的监测技术标准及指南,优化和统一VOCs监测系统,加强监测过程中监测频次和数据质量误差控制,势在必行;其次,目前应用最广泛的测量技术存在分辨率低、时间长、化合物共溢等现象,而高质量的分析仪、专用监测仪器和自动监测系统多是国外引进。努力加强污染源在线监测技术的创新,实现高灵敏度、高时间分辨率以及连续在线自动化仪器国产化和市场化,迫在眉睫。

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