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北極星VOCs在線訊:摘要：結(jié)合我國(guó)“十二五”大氣揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染防治要求和當(dāng)前國(guó)內(nèi)外相關(guān)監(jiān)測(cè)管理現(xiàn)狀，研究分析了適合我國(guó)固定污染源廢氣VOCs排放在線監(jiān)測(cè)的儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)而從系統(tǒng)采樣預(yù)處理技術(shù)和分析測(cè)量技術(shù)兩方面，提出了符合我國(guó)固定污染源廢氣VOCs排放在線監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)的發(fā)展需求．

大氣污染尤其是由于細(xì)顆粒物PM造成的大范圍灰霾已經(jīng)成為我國(guó)最突出的環(huán)境問(wèn)題之一．揮發(fā)性有機(jī)物(volatileorganiccompounds，VOCs)不僅對(duì)人體健康具有嚴(yán)重的直接危害，同時(shí)作為PM的重要前體物和光化學(xué)煙霧的主要組成部分，對(duì)復(fù)合大氣污染的形成往往起著至關(guān)重要的作用¨．據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市中的VOCs主要來(lái)源于固定污染源廢氣排放廢氣排放監(jiān)測(cè)儀，約占整個(gè)人為排放源的55．5％．產(chǎn)生VOCs的固定污染源主要包括石油化工、電子、噴涂、皮革、印刷等工業(yè)源，其特點(diǎn)是排放強(qiáng)度大、濃度高、污染物種類多、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)區(qū)域環(huán)境影響大’．因此，控制固定污染源廢氣VOCs的排放，是降低PM和O濃度、減少灰霾天氣和光化學(xué)煙霧污染，改善區(qū)域城市大氣環(huán)質(zhì)量的有效手段之一；環(huán)境保護(hù)部《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》明確將VOCs列人大氣污染防控的重點(diǎn)之一．

固定污染源廢氣VOCs排放控制的前提是對(duì)VOCs排放濃度和排放量進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和評(píng)估．目前，我國(guó)針對(duì)固定污染源VOCs排放監(jiān)測(cè)仍主要以現(xiàn)場(chǎng)手工采樣回到實(shí)驗(yàn)室分析為主，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)氧乙烷報(bào)警器，針對(duì)固定污染源廢氣VOCs排放監(jiān)測(cè)的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器已經(jīng)逐步廣泛應(yīng)用“，在節(jié)省人力物力的同時(shí)大大提高了污染源VOCs監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確可靠程度“．我國(guó)國(guó)產(chǎn)成熟的固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測(cè)儀器目前還處于研制階段廢氣排放監(jiān)測(cè)儀，現(xiàn)有安裝使用的污染源廢氣VOCs監(jiān)測(cè)設(shè)備，大多數(shù)依賴國(guó)外進(jìn)口；由于進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴、服務(wù)難以及時(shí)保證，且相關(guān)儀器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全，其在國(guó)內(nèi)的推廣使用程度和范圍也非常有限．

1國(guó)內(nèi)外固定污染源廢氣VOCs監(jiān)測(cè)管理現(xiàn)狀

對(duì)固定污染源廢氣VOCs的監(jiān)測(cè)和管理，美國(guó)環(huán)保署(EPA)早在1970年美國(guó)《大氣潔凈法案》中就提出了對(duì)VOCs排放的限制要求，到1990年修訂頒布《空氣清潔法修正案》(CAA一1990)15]，制定了全面細(xì)致的工業(yè)涂料等行業(yè)固定污染源廢氣VOCs排放限值和監(jiān)測(cè)管理要求．歐盟于1996年實(shí)施了《綜合污染預(yù)防與控制指令》(1996／61／EC)，指出涉及VOCs排放的行業(yè)主要有石油精煉、大宗有機(jī)化學(xué)品、有機(jī)精細(xì)化工、儲(chǔ)存設(shè)施、涂裝、皮革加工等廢氣排放監(jiān)測(cè)儀，建議根據(jù)廢氣流量、VOCs濃度等監(jiān)測(cè)結(jié)果選擇控制技術(shù)，達(dá)到控制水平；該項(xiàng)法規(guī)于2008年行了修訂(2008／1／EC)161，加嚴(yán)了相關(guān)要求．日本在2004年修訂《大氣污染防止法》加入了《VOCs排放規(guī)則》Ⅲ，要求對(duì)涂裝、石化等6類重點(diǎn)污染源的9種排污設(shè)施實(shí)施VOCs排放的監(jiān)測(cè)和控制．

我國(guó)污染源廢氣VOCs排放監(jiān)測(cè)和控制起步較晚，1997年頒布實(shí)施了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)，規(guī)定了苯等9類VOCs以及非甲烷總烴的排放控制限值要求．但由于相關(guān)行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)中VOCs指標(biāo)欠缺或不夠完善，該標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過(guò)程中缺乏針對(duì)性，并沒(méi)有發(fā)揮有效的VOCs污染防治作用．近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量VOCs監(jiān)測(cè)和管理的重視，各行業(yè)和地方陸續(xù)出臺(tái)了有關(guān)VOCs排放監(jiān)測(cè)和控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，詳見(jiàn)表1．

美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)針對(duì)有機(jī)物的連續(xù)排放監(jiān)測(cè)制定了一些法規(guī)¨．美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)40CRF265／266／503[23要求危險(xiǎn)廢物焚燒爐、用危險(xiǎn)廢物作燃料的鍋爐和工業(yè)爐及下水道污泥焚燒裝置，必須安裝測(cè)定總碳?xì)浠衔?THC)的CEMS(continuousemissionmonitoringsystem)；對(duì)聚合物工業(yè)、涂料和印刷業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)等VOCs排放源提出了連續(xù)監(jiān)測(cè)要求．歐盟廢物焚燒指令(2000／76／EC)要求連續(xù)監(jiān)測(cè)廢物焚燒工廠等排放源的總有機(jī)碳(TOC)．我國(guó)現(xiàn)有固定污染源廢氣VOCs監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法，均為利用采樣裝置手動(dòng)收集樣品后，帶回實(shí)驗(yàn)室分析；這類方法盡管定性與定量較為準(zhǔn)確，分析測(cè)試靈敏度較高；但相比于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)排放監(jiān)測(cè)的SO2、NO等組分，VOCs監(jiān)測(cè)頻次和監(jiān)測(cè)結(jié)果的時(shí)效性明顯不足，無(wú)法及時(shí)反映氣體濃度變化情況；且在采樣、樣品儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程易導(dǎo)致樣品損失和交叉污染；測(cè)試過(guò)程繁瑣耗時(shí)，測(cè)試樣品數(shù)量有限甲烷檢測(cè)儀，測(cè)試成本較高；因此已有一些地方制定標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始對(duì)一些揮發(fā)性有機(jī)物指標(biāo)如非甲烷總烴、總揮發(fā)性有機(jī)物等，提出現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求．例如：北京市DB11／501—2007地方標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對(duì)于非甲烷總烴以及其他可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的大氣污染物，如排氣筒中初始排放量大于等于10kg˙h～，應(yīng)安裝大氣污染物連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備；DB11／447-2007標(biāo)準(zhǔn)中同樣規(guī)定對(duì)于催化裂化單元催化劑再生裝置排氣筒、硫磺回收裝置尾氣灼燒排氣筒，以及廢氣排放量在40000m˙h及以上的燃燒、焚燒、燒焦裝置排氣筒，應(yīng)針對(duì)其排放的特征污染物安裝大氣污染物連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備．

2固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)比較

2．1固定源廢氣VOCs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前，應(yīng)用在污染源現(xiàn)場(chǎng)的固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(VOCs—CEMS)按照采樣和測(cè)量方式劃分一般可分為直接抽取測(cè)量方式、稀釋抽取測(cè)量方式和直接測(cè)量方式這3種結(jié)構(gòu)．

2．1．1直接抽取測(cè)量方式

直接抽取測(cè)量式VOCs—CEMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括4個(gè)部分：樣品采集抽取部分、樣品分析測(cè)試部分、輔助測(cè)試部分和數(shù)據(jù)采集處理傳輸部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1．

(1)樣品采集抽取部分：一般包括加熱采樣探頭、樣品高溫伴熱傳輸管線、樣品預(yù)處理單元(過(guò)濾、除濕)、采樣泵等．

(2)樣品分析測(cè)試部分：樣品測(cè)試分析儀．

(3)其它輔助測(cè)試部分：全系統(tǒng)校準(zhǔn)單元、尾氣排放單元、反吹控制單元、冷凝水排放單元．

(4)數(shù)據(jù)采集處理傳輸部分：采樣和測(cè)試數(shù)據(jù)及系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、記錄、計(jì)算處理以及數(shù)據(jù)上傳等．

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