VOCS在線監(jiān)測的技術(shù)分析分為便攜式及在線式VOC分析儀

    在線監(jiān)測為發(fā)展趨勢：VOCs監(jiān)測主要分為離線檢測和在線監(jiān)測，技術(shù)要求難度高。我國VOCs監(jiān)測尚處于剛剛起步的階段，目前已有的VOCs分類的標(biāo)準(zhǔn)方法均是采用吸附劑采樣，針對的目標(biāo)化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物。未來VOCs在線監(jiān)測為大的發(fā)展趨勢，氣相色譜-火焰離子化監(jiān)測法面臨較大空間。

VOCs組成成分、不同污染源排放差異大等原因造成監(jiān)測起來相對于其他單一品種的大氣污染物難度較大，在進(jìn)行監(jiān)測時需要較高的可測性、準(zhǔn)確性和可靠性。目前根據(jù)我國VOCs的排放情況來看，VOCs監(jiān)測主要有以下難點：

圖表24：VOCs排放監(jiān)測難點

    監(jiān)測的難度使得監(jiān)測設(shè)備在技術(shù)方面必須滿足多組分、高靈敏度、高效率的監(jiān)測要求。從20世紀(jì)70~80年代開始，美國、歐洲、日本等國家相繼開展了VOCs方面的研究工作，研制開發(fā)了相應(yīng)的測量分析方法和儀器，并隨著研究的深入，監(jiān)測技術(shù)也在不斷地完善，更有一些時間分辨率高、靈敏度高的方法不斷出現(xiàn)。國際上于20世紀(jì)80年代開始逐步形成了以美國環(huán)保局針對環(huán)境空氣中不同種類有毒有機(jī)物的監(jiān)測推薦的17個標(biāo)準(zhǔn)（TO-1～TO-17）的方法體系，其中與VOCs的采樣和分析方法有關(guān)的有10個。這些方法針對了環(huán)境空氣中VOCs不同的目標(biāo)化合物，采用了不同的樣品采集方法（如吸附劑或不銹鋼采樣罐）和樣品分析技術(shù)（如GC/MS，GC/FID，GC-ECD，HPLC等方法）。

    目前大氣VOCs的監(jiān)測方法主要包括離線技術(shù)和在線技術(shù)，其中離線技術(shù)指的是通過外部的各類監(jiān)測儀表樣本進(jìn)行定期的人工抽查；在線監(jiān)測指的是將監(jiān)測設(shè)備安裝固定在需要監(jiān)測的設(shè)備上，通過不斷的采樣分析得到連續(xù)的監(jiān)測結(jié)果。離線監(jiān)測和在線監(jiān)測通常都包括采樣、預(yù)濃縮、分離和檢測幾個過程。

A、離線監(jiān)測：氣相色譜-質(zhì)譜（GC/MS）法為主流

    離線監(jiān)測方面，空氣中VOCs的采樣方式可分為直接采樣、有動力采樣和被動式采樣。樣品預(yù)處理方法有溶劑解析法、固相微萃取法、低溫預(yù)濃縮-熱解析法等。分析VOCs的方法有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法以及最新發(fā)展的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜法技術(shù)等。

圖表25：VOCs離線監(jiān)測主要步驟方法

    GC-MS分析儀綜合了色譜法的分離能力和質(zhì)譜的定性長處，可在較短的時間內(nèi)對多組分混合物進(jìn)行定性分析。由于監(jiān)測靈敏度高、分離效果好，目前已經(jīng)成為了VOCs監(jiān) 測中最常選用的方法，可以監(jiān)測定總氣態(tài)的甲烷有機(jī)物。由于要求分析的氣體、液體、固體物在操作溫度下是穩(wěn)定的，且要求所分析的液體、固體氣化溫度不高于操作溫度上限，使GC-MS聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用范圍受到一定限制，未來也有待進(jìn)一步解決。

B、在線監(jiān)測：未來發(fā)展方向，看好氣相色譜-氫火焰離子化監(jiān)測法（GC-FID）

    相比于離線監(jiān)測的分析時間長、分析數(shù)據(jù)結(jié)果較為滯后的特點，在線監(jiān)測具有效率高、預(yù)處理時間短、數(shù)據(jù)連續(xù)等優(yōu)勢，可以有效的減少人為操作失誤給數(shù)據(jù)帶來的誤差。

    VOCs在線監(jiān)測方法主要有氣相色譜-氫火焰離子化監(jiān)測法（GC-FID）、傅里葉紅外法（FTIR）、光離子化監(jiān)測法（PID）。GC-FID監(jiān)測技術(shù)對大部分VOCs成分均有響應(yīng)，并且是等碳響應(yīng)，適合用于VOCs總量監(jiān)測，也可通過更換色譜柱材料等方式實現(xiàn)特征成分的監(jiān)測；FTIR監(jiān)測技術(shù)因其光譜范圍寬，可同時監(jiān)測多種VOCs特征成分含量，響應(yīng)速度快；PID監(jiān)測技術(shù)通過對有機(jī)物成分進(jìn)行紫外電離，監(jiān)測其離子電流，從而分析有機(jī)物濃度。

圖表26：主要VOCs在線監(jiān)測技術(shù)對比

    FID監(jiān)測方法幾乎對所有的VOCs都能夠響應(yīng)，檢測靈敏度比熱導(dǎo)檢測器高100-10000倍，檢測限達(dá)10-13g/s，對溫度不敏感，響應(yīng)快，目前是氣體色譜檢測儀中對烴類(如丁烷，己烷)靈敏度最好的一種手段，廣泛用于揮發(fā)性碳?xì)浠衔锖驮S多含炭化合物的檢測。依據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)“Method25A”和歐洲標(biāo)準(zhǔn)“EN12619”的技術(shù)要求，規(guī)定固定污染源VOCs在線監(jiān)測應(yīng)采用GC-FID監(jiān)測技術(shù)，采樣探頭、樣品輸送管路和分析儀中樣品管路應(yīng)采用120℃以上高溫伴熱，應(yīng)選用抗腐蝕和惰性化的材料，以減少樣品吸附。

C、我國VOCs監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀和展望

    我國VOCs監(jiān)測尚處于剛剛起步的階段，在開展的VOCs監(jiān)測工作中，采用的方法比較多樣化，監(jiān)測數(shù)據(jù)相對零散，目標(biāo)化合物也不一致。由于VOCs工業(yè)源監(jiān)測對象往往具有高溫、高壓、高濃度等特點，現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備多數(shù)無法滿足直接進(jìn)樣分析的要求，目前已出臺的VOCs監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則針對的均為吸附劑采樣，針對的目標(biāo)化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物，難以反映監(jiān)測區(qū)域VOCs的污染特征和狀況，且需要設(shè)備多數(shù)來自進(jìn)口。

圖表27：已出臺VOCs技術(shù)監(jiān)測導(dǎo)則

資料來源：環(huán)保部

    預(yù)計2015年底國家將出臺重點行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)污染物減排和控制的技術(shù)導(dǎo)則，涉及包裝、印刷、石化、人造革、涂裝等8個行業(yè)，用以規(guī)范、指導(dǎo)我國一些重點行業(yè)和領(lǐng)域的VOCs(揮發(fā)性有機(jī)污染物)減排和控制工作，形成對VOCs排放的全過程、所有環(huán)節(jié)的技術(shù)或者工藝進(jìn)行規(guī)范和指導(dǎo)。未來在發(fā)展的過程中，大力推進(jìn)VOCs在線監(jiān)測將成為主流趨勢，氣相色譜-火焰離子化監(jiān)測法等在線監(jiān)測方法也將面臨很大空間。