固定污染源苯系物自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比對(duì)測(cè)試研究

陸芝偉，馬光軍

（南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，南京 210013）

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）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，會(huì)引發(fā)灰霾、光化學(xué)煙霧等大氣環(huán)境問題，嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅人民群眾的身體健康。

為控制VOCs的排放，生態(tài)環(huán)境部對(duì)石油煉制、石油化工、煉焦化學(xué)等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物規(guī)定了相應(yīng)的排放限值[1-5]。江蘇、浙江、上海、天津等地也相繼出臺(tái)了重點(diǎn)行業(yè)VOCs的地方控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)江蘇省出臺(tái)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(dòng)監(jiān)測(cè)儀器通常監(jiān)測(cè)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)，苯系物作為特征污染物進(jìn)行比對(duì)測(cè)試研究，確保自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠[6]。

1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

依據(jù)《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物采樣 氣袋法》（HJ 732-2014），筆者分別使用實(shí)驗(yàn)室方法、Model 3080GC-VOCs（Model 3080 GC-VOCs便攜式色譜分析儀主要由GC色譜、PC和輔助單元組成。樣品經(jīng)采樣泵吸入定量管，通過進(jìn)樣閥的切換，由載氣送入色譜柱，根據(jù)不同氣體分子在色譜柱中的擴(kuò)散速度不同，樣品氣體被分離開來）同自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)測(cè)試[7]。三種儀器的具體分析方法如表1所示。

表1 三種儀器分析方法

2017年10月30日和12月19日，筆者對(duì)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)行性能測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)測(cè)試。

首先用同種標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和Model 3080GC-VOCs進(jìn)行標(biāo)定，然后分別使用三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)CEMS進(jìn)行示值誤差測(cè)試，測(cè)試日期均為2017年10月30日，結(jié)果如表2～表6所示。然后，使用真空箱采集煙道中的廢氣，氣袋采集完成后使用Model 3080GC-VOCs進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，得到一組數(shù)據(jù)并和在線數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，重復(fù)6次，測(cè)試時(shí)間為2017年12月19日，最后把6個(gè)氣袋避光保存，并迅速送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，具體數(shù)據(jù)如表7所示。

表2 苯的示值誤差

表3 甲苯的示值誤差

表4 二甲苯的示值誤差

表5 乙苯的示值誤差

表6 苯乙烯的示值誤差

2 數(shù)據(jù)分析

苯系物的示值誤差比對(duì)中，苯的示值誤差在-13.3%～3.3%，甲苯的示值誤差在-12.10%～3.45%，二甲苯的示值誤差在-12.90%～4.03%，乙苯的示值誤差在-14.30%～0.16%，苯乙烯的示值誤差在-11.50%～4.66%。

便攜式VOCs色譜分析儀二甲苯數(shù)據(jù)略低于CEMS數(shù)據(jù)（見表7），三甲苯和乙苯明顯低于CEMS數(shù)據(jù)，苯和甲苯均未檢出。苯系物實(shí)際樣品比對(duì)中，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)明顯低于CEMS數(shù)據(jù)（見表7），苯和甲苯均未檢出。

3 結(jié)論

采樣過程中，冷凝、吸附和漏氣導(dǎo)致參比測(cè)試數(shù)據(jù)偏低，在線監(jiān)測(cè)為全程伴熱，樣氣溫度均在煙溫以上，無冷凝損失。便攜式VOCs色譜分析儀需采用專門的采樣系統(tǒng)，采樣過程中需要全程伴熱，避免使用氣袋分析。

存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中VOCs損失，導(dǎo)致參比測(cè)試數(shù)據(jù)偏低，在線監(jiān)測(cè)為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無存儲(chǔ)損失。《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》（HJ 732-2014）附表指出，樣品在氣袋中存儲(chǔ)后，8 h內(nèi)部分有機(jī)物損失＞20%。存儲(chǔ)時(shí)間越長，損失越嚴(yán)重，因此標(biāo)準(zhǔn)建議分析一般在采樣后8 h內(nèi)進(jìn)行。

表7 苯系物實(shí)際樣品比對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)室進(jìn)樣分析過程中，VOCs損失導(dǎo)致參比測(cè)試數(shù)據(jù)偏低，在線為全程伴熱無凝結(jié)損失。《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機(jī)物的采樣 氣袋法》（HJ 732-2014）要求采樣袋內(nèi)有液滴凝結(jié)現(xiàn)象的，需加熱消除凝結(jié)后再分析。實(shí)際分析時(shí)一般直接進(jìn)樣分析，沒有進(jìn)行加熱。

建議采用便攜式分析儀直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)測(cè)試，嚴(yán)格控制采樣時(shí)間和采樣點(diǎn)位，保證比對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，建議國家盡快出臺(tái)VOCs比對(duì)監(jiān)測(cè)驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要求，指導(dǎo)各基層環(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，這也是開展VOCs總量核算、排污收費(fèi)等環(huán)境管理的重要前提。