12-环境空气臭氧前驱体vocs在线监测设备性能测试技术体系研究

环境空气臭氧前驱体VOCs在线监测设备

李铭煊

中国环境监测总站 仪器质检室

目录

1 建设依据

u背景介绍

u体系建立原则

u体系建立相关工作u测试结果比较分析

p 国家要求逐渐明确

2010

首次正式将VOCs 列为继SO2、NO2和PM10之后拟重点防控的大气污

2012.10

明确提出要控制挥发性有机污染物，提出在石化行业进行VOCs 排放监测和推进VOCs 在线自动监测系统建设的政策方向

2013.12

进一步在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等重点行业实施VOCs 综合整治，在石化行业开展“泄漏检测与修复”改造，在全社会推广使用水性涂料、低挥发性有机涂料

国务院

《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》

国务院

《重点区域大气污染防治“十二五”规划》

国务院

《大气污染防治行动计划》（即大气十条）

环保部等六部委

《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（实行）实施细则》

2014.7

进一步在石化、明确了全国大气VOCs 控制的进度，VOCs 监测工作也正式开启

2014.12

明确了石化行业的挥发性有机物治理工作率先开展，并且制定明确的时间表

环保部

《石化行业挥发性有机物综合整治方案》

财政部等

《挥发性有机物排污收费试点办法》

2015.6

开始试点启动对石油化工、包装印刷行业进行排污收费

国务院

《大气污染防治法》（新修订）

2016.1

首次将VOCs 纳入监管，使VOCs 治理有法可依

环保部《"十三五"挥发性有

机物污染防治工作方案》2017.7

全面加强挥发性有机物（VOCs ）污染防治工作；强调“要加强基础能力建设。加快制修订VOCs 行业大气污染物排放标准和无组织排放控制标准，加快制定固定污染源废气VOCs 自动监测系统、便携式监测仪器技术要求及检测方法。”

环境空气中VOCs监测的技术主要分为：传感器类、光谱类、色谱质谱类，其中以色谱质谱类为主流技术。

传感器法（电化学检测器

、PID）光谱法（傅里叶红外光谱仪）

色谱法

质谱法

序号类型优点缺点备注

1传感器法分析速度快，实时响应，

检测成本相对较低。

稳定性不足，对环境变化敏

感，需频繁校准，选择性差，

无法区分VOCs的种类

常用于应急监测、危险气体

预警VOCs含量的粗略估计。

2光谱法无需预处理，响应速度快

可利用的波段有限、灵敏度

不足（ppm级），只对部分

VOCs有响应，抗干扰能力差。

目前仅用于苯系物和少数低

分子量VOCs的在线监测,

3

色谱

质谱法

可分辨大多数的VOCs，具

有了定性全面，定量准确，

灵敏度高（ppb级）等优

点

需要对样品进行预处理，分

析过程繁琐耗时，测试成本

较高响应速度不及传感器类、

光谱类技术。

被国内外环境保护机构广泛

采用，作为环境大气监测的

标准方法。

色谱质谱法技术包括：实验室色谱质谱法、在线色谱法、在线色谱质谱法及便携式色

谱质谱法等；目前国内大部分标准还采用实验室色谱质谱法，其结果较为权威，可用于最终确证；随着在线色谱技术的逐渐成熟，因其无间断连续测量的优势，已成为国外发达国家主要采用的VOC监测手段。

p 气相色谱方法的主流仪器中，检测器种类有：

ü火焰离子检测器（FID）、质谱检测器（MSD）、光离子化检测器（PID）；

ü一般低碳组分采用FID检测器定性定量；但存在个别设备使用纯MS检测器进行所有组分定性定量p 国内外仪器现状

1 建设依据

三、国内外相关分析方法研究检测器名称简称类型信号响应适用性灵敏度线性范围运维难易价格火焰离子化

检测器

FID

质量型

稳定

通用型

随碳数增加响应增加107，高浓度下线性更好适中

适中

光离子话检测器

PID 浓度型

易衰减，寿命短

选择型

分子电离能低的，灵敏度高107，低浓度线性较好简单，但受湿度影响大便宜

质谱检测器MSD 质量型较稳定通用型高

宽

较难

昂贵

一、背景介绍

二、体系建立原则

1 建设依据

p基本原则

ü满足相关环保工作的需求，针对成熟技术产品；

ü检测方法科学、具有可操作性和普遍适用性，易于推广；

ü为VOCs连续监测系统仪器选型提供技术支撑；

ü引导仪器生产厂商对仪器性能和功能的提升与改进。

p国外臭氧前驱体VOCs在线设备测试情况

p美国EPA

l2014年-2016年，EPA组织了挥发性有机物气相色谱法连续监测系统的实验室和外场比对。

从仪器性能、功能、可靠性、经济费用等方面对多家公司的仪器进行评估。

属于短期评估研究，仅有测试计划和质量保

证计划（Test Plan and QAPP ），无标准文

件

p国外臭氧前驱体VOCs在线设备测试情况

p美国EPA

USEPA 研发中心（ORD）2014-2017年VOCs 自动监测设备比对项目

实

验

室

比

对

外

场

比

对