工廠廢氣揮發(fā)性有機(jī)物含量測試

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是一類重要的環(huán)境污染物，長時(shí)間攝入會有致癌、致畸、致突變的危害。VOCs為臭氧和二次有機(jī)顆粒物(SOA)生成的主要前體物，具有較強(qiáng)的光化學(xué)反應(yīng)活性，可引發(fā)城市光化學(xué)煙霧。據(jù)研究表明，中國的排放主要來源交通、工業(yè)和生物質(zhì)燃燒三大部門，而未來中國工業(yè)固定污染源的VOCs排放總量將呈現(xiàn)大幅度增長的趨勢。為了控制固定污染源VOCs排放，保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，我國逐步將VOCs控制納入大氣污染控制體系，逐漸建立和不斷完善排放標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理辦法。2013年9月國務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動計(jì)劃》明確提出了要對VOCs的重點(diǎn)排放行業(yè)進(jìn)行綜合整治。

目前，我國固定污染源VOCs監(jiān)測尚處于起步階段，國家和地區(qū)正在逐漸建立和不斷完善排放標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)管理辦法和監(jiān)測方法。我國在2014年發(fā)布《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定固相吸附－熱脫附/氣相色譜－質(zhì)譜法》(HJ734－2014)(以下簡稱《國家標(biāo)準(zhǔn)》)。

據(jù)報(bào)道，已鑒定出的VOCs有900多種，要定量每種VOCs得到相應(yīng)濃度，至少需配制近千種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，成本極高，操作繁雜，顯然不利于檢測工作的開展。既然VOCs種類繁多，不可能一一定義定量，那么很有必要框定其定量范圍和給出總VOCs計(jì)算方法。《國家標(biāo)準(zhǔn)》只給出了24種目標(biāo)化合物濃度的計(jì)算方法和以列出所有目標(biāo)化合物的濃度來表示結(jié)

果。《廣東地方標(biāo)準(zhǔn)》給出了單一種VOCs濃度和總VOCs濃度的計(jì)算公式，其中總VOCs濃度等于所有VOCs濃度的算術(shù)和，用甲苯定量未鑒定組分濃度。

實(shí)際監(jiān)測工作中發(fā)現(xiàn)，不同行業(yè)的排放的特征污染物不同。例如，家具制造工藝過程常見的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、丁醇、甲基異丁基酮;而印刷工藝過程排放廢氣中常見VOCs物種有苯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。為了更準(zhǔn)確得到固定污染源廢氣中總VOCs的真實(shí)濃度，建議在監(jiān)測過程中需至少計(jì)量幾種已定性和定量的主要組分(這幾種主要組分含量總和理論上應(yīng)占所有VOCs總量的80%以上，但由于受有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)品種和實(shí)驗(yàn)室經(jīng)濟(jì)條件所限，實(shí)際檢測時(shí)盡可

能多地對常見有機(jī)物進(jìn)行分析和定量即可)，用甲苯或與其化學(xué)性質(zhì)相似的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定量未鑒定組分濃度，將上述二者濃度之和定為總VOCs濃度值。

當(dāng)前，主要的VOCs檢測技術(shù)仍是氣相色譜技術(shù)(GC)，它具有選擇性高、效能高、靈敏度高、分析速度快和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，尤其對異構(gòu)體和多組分混合物的定性、定量分析更具有優(yōu)勢。通常與氣相色譜聯(lián)用進(jìn)行VOCs分析的檢測器有:質(zhì)譜檢測器(MS)、氫火焰離子檢測器(FID)、電子捕獲檢測器(ECD)和光離子化檢測器(PID)。FID、ECD和PID都屬于具有定選擇性的檢測器，僅對某類特征化合物有響應(yīng)，而MSD是質(zhì)量型、通用型檢測器，只要化合物能夠離子化，就能獲得響應(yīng)。例如，F(xiàn)ID適于對烴類的檢測，ECD對鹵代烴具有較高的檢測靈敏度。PID則對苯系物具有較高的靈敏度，且空氣樣品可采用氣密性注射器直接進(jìn)樣進(jìn)行測定，而不需要預(yù)富集濃縮，大大簡化了空氣中苯系物測定的操作步驟，使得空氣中苯系物的現(xiàn)場快速測定成為可能。《國家標(biāo)準(zhǔn)》和《廣東地方標(biāo)準(zhǔn)》都提到VOCs監(jiān)測需要預(yù)調(diào)查和預(yù)監(jiān)測，預(yù)監(jiān)測可以采用GC－MS法確定固定污染源廢氣中VOCs的主要組分。分析方法GC－MS具有檢測限低、時(shí)間分辨率較高、測量種全面等優(yōu)點(diǎn)，但操作條件苛刻、運(yùn)行和維護(hù)成本高，而分析方法GC具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，建議當(dāng)VOCs測定分析可能存在未知的有機(jī)物時(shí)，可以先使用GC－MS定性出主要組分，使用GC對其主要成分進(jìn)行定量。

3固定污染源中VOCs采樣方式的探討

采集廢氣中VOCs樣品是測定分析VOCs的步。由于固定污染源廢氣中VOCs具有濃度范圍寬、易揮發(fā)、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，并且VOCs樣品采集易受溫度、濕度、壓力、風(fēng)速等因素影響。采樣方法正確與否，直接影響測定結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。目前我國推薦的VOCs監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法(針對污染源、城市大氣、室內(nèi)空氣等)采用采樣方法主要分為全量氣體采樣法和吸附劑富集采樣法兩種，其中全量氣體采樣法主要包括氣袋采樣和罐采樣。選擇VOCs采集方法時(shí)，需綜合考慮目標(biāo)化合物特性、樣品濃度、儀器便攜性和經(jīng)濟(jì)性等因素。筆者建議樣品濃度大，選擇全量氣體采樣法;樣品濃度小，選擇吸附劑富集采樣法。而吸附劑富集采樣法需要根據(jù)采集的目標(biāo)化合物選擇合適的吸附劑。還有對于間歇性排放或不勻速排放，應(yīng)該在有代表性的時(shí)間段里進(jìn)行采樣等等。