固定污染源非甲烷總烴自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)比對測試研究

陸芝偉，馬光軍

（南京市環(huán)境監(jiān)測中心站，南京 210013）

VOCs是揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds）的英文縮寫，是形成細(xì)顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前體物，進(jìn)而引發(fā)灰霾、光化學(xué)煙霧等大氣環(huán)境問題。

現(xiàn)階段，國家、地方已出臺《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31571-2015）和《表面涂裝（汽車制造業(yè)）揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB32/ 2862-2016）等排放標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。此外，還發(fā)布了《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）和《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)要求及檢測方法》（HJ 76-2017）比對監(jiān)測驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要求，但VOCs比對監(jiān)測驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要求還未發(fā)布[3-4]。

為有效控制和規(guī)范揮發(fā)性有機(jī)物的排放，筆者對南京某汽車生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)，開展以下工作內(nèi)容：開展VOCs自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)比對監(jiān)測；確保VOCs自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)據(jù)實(shí)時上傳。根據(jù)江蘇省出臺的地方標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)中涉及的揮發(fā)性有機(jī)物以及目前自動監(jiān)測儀器通常監(jiān)測的指標(biāo)，選擇非甲烷總烴作為揮發(fā)性有機(jī)物綜合性控制指標(biāo)進(jìn)行比對測試研究。

1 現(xiàn)場監(jiān)測

依據(jù)《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》（HJ 38-2017）和《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》（HJ 732-2014），筆者分別使用實(shí)驗(yàn)室方法、便攜式POLLUTION PF-300（便攜式POLLUTION PF-300采用的是全程加熱型氫火焰離子檢測器（FID）[5-6]。FID作為有機(jī)碳原子的選擇性計數(shù)器，是一種高靈敏度通用型檢測器，位于一個小型的氫氣火焰燃燒區(qū)域的兩個電極之間，使用除烴空氣作為燃燒介質(zhì)。當(dāng)包含VOCs的樣氣進(jìn)入燃燒區(qū)域時，遇高溫發(fā)生離子化，產(chǎn)生大量離子，兩個電極之間產(chǎn)生了一個靜電場，離子化產(chǎn)生的正負(fù)離子分別聚集到兩極上從而產(chǎn)生電流，電流強(qiáng)度與樣氣中的總烴濃度成一定比例，通過對電流的監(jiān)測可以獲得總烴濃度。將二者同自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行比對測試，三種儀器的具體分析方法如表1所示。

筆者對南京某汽車制造企業(yè)的油漆沸石轉(zhuǎn)輪排口煙囪安裝的煙氣CEMS進(jìn)行現(xiàn)場比對測試。首先用同種標(biāo)準(zhǔn)氣體對自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和便攜式POLLUTION PF-300進(jìn)行標(biāo)定，然后分別使用三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對CEMS進(jìn)行示值誤差的測試，如表2所示。下面使用真空箱采集煙道中的廢氣，氣袋采集完成后使用便攜式POLLUTION PF-300進(jìn)行現(xiàn)場測試，得到一組數(shù)據(jù)并和CEMS數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，重復(fù)9次，具體數(shù)據(jù)如表3所示。最后，把9個氣袋避光保存，并迅速送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，測試數(shù)據(jù)如表3所示。

表1 三種儀器分析方法

表2 非甲烷總烴的示值誤差測試

表3 非甲烷總烴POLLUTION PF-300和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場比對數(shù)據(jù)

2 數(shù)據(jù)分析

由表2可知，自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)非甲烷總烴的示值誤差在-1.0%～2.0%，可見該CEMS的重復(fù)性較好；非甲烷總烴的實(shí)際樣品比對中，便攜式POLLUTION PF300在使用現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)后（和CEMS校準(zhǔn)標(biāo)氣為同種標(biāo)氣），和CEMS數(shù)據(jù)一致性較好（見圖1），平均相對誤差為4.7%；非甲烷總烴的實(shí)際樣品比對中，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)明顯低于CEMS數(shù)據(jù)（見圖1），可能因?yàn)闅獯嬖谝欢ǖ奈剑瑫r運(yùn)輸過程中會存在一定的損失。

圖1 非甲烷總烴比對數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

非甲烷總烴的部分實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)較CEMS數(shù)據(jù)偏低，考慮非甲烷總烴的特性和氣袋在運(yùn)輸過程中會存在一定的損失，因此采樣后需避光保存并立即送回實(shí)驗(yàn)室分析，最大程度地減少非甲烷總烴的損失。便攜式POLLUTION PF300經(jīng)同種標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)后的測試數(shù)據(jù)，和CEMS數(shù)據(jù)一致性較好，故推薦使用便攜式儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試。目前，非甲烷總烴已經(jīng)具備比對監(jiān)測條件。

筆者建議，國家盡快出臺非甲烷總烴比對監(jiān)測驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要求。這有利于地方生態(tài)環(huán)境部門掌握典型行業(yè)VOCs排放情況，加強(qiáng)廢氣VOCs監(jiān)控與治理，也是VOCs總量核算、排污收費(fèi)等環(huán)境管理的重要前提。