城市環境VOCs連續監測技術探討

卞志浩

摘 要：VOCs的中文名稱為揮發性有機物，所謂城市環境VOCs，也就是城市環境中的揮發性有機物，它是導致復合型污染發生的最重要的一個因素。VOCs不僅僅本身就是一種污染物，而且它還是二次污染物的重要組成因素，因此對其更好地進行監測具有十分重要的意義。文章正是在分析當前城市環境當中的VOCs連續性監測技術所具有的特點的基礎之上，對監測系統的結構進行探討，最終選擇出更好的監測終端進行VOCs的監測。

關鍵詞：城市環境；VOCs；連續監測

中圖分類號：X831 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）04-0055-02

Abstract： VOCs is short for volatile organic compounds. The so-called urban environment VOCs are the volatile organic compounds in the urban environment. They are one of the most important factors leading to the occurrence of compound pollution. VOCs are not only a pollutant itself， but also an important component of secondary pollutants， so it is of great significance to better monitor them. Based on the analysis of the characteristics of continuity monitoring technology in the VOCs in the current urban environment， the structure of the monitoring system is discussed in this paper. Finally， a better monitoring terminal is selected to monitor VOCs.

Keywords： urban environment； VOCs； continuous monitoring

伴隨著城市環境當中的VOCs導致復合型污染發生的次數越來越頻繁，這主要表現在高濃度的臭氧以及細顆粒物等為代表的二次污染多發。空氣當中的灰塵物質更是頻繁地成為了人們熱議的話題，這給當前的環保工作帶來了非常巨大的困難。如果環境監測以及治理工作的首個階段是通過監測以及監測的工藝更新來實現氣體污染物濃度的降低，那么第二個環節就是要從污染物產生的原因進行著手，通過將污染物產生的源頭扼殺在搖籃當中，從而最大程度的將污染程度降到最低。VOCs作為一種一次污染物以及二次污染源，應該受到社會各界的廣泛關注，實現監測系統的完善。

1 VOCs連續監測的方法以及特點

分光光度計法是在實驗室當中，通過對于揮發性有機物的分析，發現一系列的反應生成物對于各種波段光譜所產生的光度變化來對有機物的含量進行分析，這一種監測方法十分簡單，但是并不能夠檢測所有的VOCs，同時這一種細分的測量方法具有很大的差距性，無法利用相關的原理來建成對揮發性有機物的連續性監測儀器。

通過利用半導體材料對揮發性有機物做出特定的反應，制造出適合具有很強實踐性的VOCs傳感儀器，這一途徑僅僅適用于很小一部分的VOCs測量工作，不能夠對不同的VOCs進行詳細的甄別，同一種類的VOCs之間以及不同的VOCs氣體之間相互交叉，相互之間具有很大的干擾性。這一種測量方法非常適合于便攜式設備的開發以及利用，因此，在一些比較常見的VOCs監測過程當中具有一定的應用。

通過離子化手段進行VOCs的監測是當前比較常見的手段，我們在監測時遇到的PID檢測器以及ECD檢測儀器都是利用離子電流以及VOCs之間的濃度關系所產生的。這些檢測儀器具有很高的靈敏度，對于VOCs的識別度亦是非常準確，在現實生活中的應用十分廣泛，作為最為普及的檢測儀器之一，PID檢測器不僅能夠對大部分的有機物進行檢測，而且還能夠對一些芳香烴以及烯烴進行有效的選擇。在測量的過程當中還不會對所要檢測的有機物進行破壞；ECD檢測儀器則能夠對具有負電性的物質，比如硫、磷等具有較強信號的物質；同時，還有一種常見的離子檢測儀器，即TCD檢測器，這一種檢測器具有廣譜性，它能夠通過有機物熱導率的不同來進行有機物的檢測。

在實現有機物氧化的基礎上，通過NDIR方法來進行二氧化碳的測量，之后再根據二氧化碳的含量來推算出有機物當中的碳總量，是進行有機物測量的另一種重要手段。一般而言，原始的VOCs氣體當中都具有一定的二氧化碳，在現實的應用當中通過氧化以及再測量的手段去除其中的二氧化碳。這一種方法是目前最常見的VOCs探測方法，它被大范圍的應用到環保排放的連續檢測當中，這一方法當前技術手段十分成熟，并且能夠測量的氣體門類非常全，因此具有很大的優勢。

2 監測網絡的結構

監測網絡從構成以及需求上進行分類可以分為三個層次。即頂層、中間層以及底層。頂層是最基本的需求層面，中間層則是信息平臺，底層就是監測層面。底層通過一系列的就地端以及終端設備來進行數據的測量，之后將數據傳遞到中間層的信息平臺之上，頂層則是把各式各樣的應用掛接于信息平臺之上，最終滿足監測時的各種需求。在這當中，底層的終端設備則是整個監測網絡最為基本的環節。

終端也一般能夠被分為三類。第一類是重點區域的連續性監測，這一種監測終端是為了滿足各方面需求、獲取綜合性的數據來進行的，它是在發現污染的特征的基礎之上，對地區的污染種類、污染程度以及在未來的發展趨勢進行預測，為此這一類終端亦被稱為指紋類；第二類終端則是區域內部的預警終端，這一種類型是對一些危險高發區域做出預警，這一種終端是在捕捉環境急變信號的基礎之上，將信息迅速到傳遞到應用層當中，這一種類型亦被稱為預警類；第三類則是執法終端，這一類終端則主要包括數據監測以及污染防控執法兩大功能，它通過對于特定的污染源進行連續的監測，不僅要搞清污染排放的一系列數據，而且還要為監測執法提供重要的依據，在這一層面之上，這一類終端必須具有很強的操作性，實現操作的簡易化以及設備的穩定性。endprint

3 終端設備類型的選擇

三類終端類型對于監測系統當中的具體終端設備也有具體的要求。第一類也就是指紋類的終端主要包括GC、激光雷達以及GC-MS等設備，這一種終端設備在現實中主要是城市或者是工業區當中的空氣質量站點，這一種設備還包括對于污染的分析設備，比如對臭氧進行分析的單項分析設備；第二類終端則適用于半導體傳感器，主要是以PID檢測器為主的電子化檢測儀器，這一種儀器具有反應速度快、靈敏度高的優點；針對于第三類終端，在進行選擇的時候需要考慮一系列的問題，雖然GC法能夠幫助工作人員獲得關于VOCs的完整數據，但是這一種方法在工作過程當中還有眾多的不足。

在進行現實的操作時，GC檢測方法包含眾多可供選擇的參數，色譜柱的選擇門類亦是眾多，檢測設備的選項包括PID、FID以及ECD等多種類型；眾多的運行參數以及停留時間較長等現狀，導致這一種方法的儀器的運行成本很高，在進行多種成分的混合標氣的時候，需要支出的費用很大，特別是在十分惡劣的環境之下，儀器以及標氣的存放都十分困難。這在很大程度上導致采用GC法進行污染源測量時，實際情況與測量結果有很大的差距，這對于檢測執法所追求的嚴謹性來說是一個巨大的挑戰。從實際的檢測中發現，對于固定污染源的有機物進行連續性監測時無法對每一種成分進行全部的測量。同時，在測量的過程當中，通常對于這一方法沒必要進行柱分離，一旦進行柱分離，就會導致連續測量的污染源過于分散且加大其不確定性，這樣就為預期的執法增加一系列的難度。經過幾十年的發展，煙氣連續監測系統已經建成了十分廣泛的監測網絡體系，監測系統本身更加具有安全性，形成了集設計、運營、管理以及執法等為一體的監測體系，最終建立了一個十分完備的執法監測平臺。但是在這一個平臺之上，監測系統通過采用非分散紅外線分析儀器，在進行催化氧化的基礎之上，將VOC氧化成為二氧化碳，之后再利用紅外線的吸收強度來對有機物的濃度進行判定。為了減少最開始時污染物當中二氧化碳對于監測的影響，在進行操作的時候能夠采用多次監測方法，這一種方法現在已經具有十分成熟的分析設備，靈敏程度不再受到VOC類別的限制，不會再出現PID以及FID方式對于各種不同的有機物所產生的差別較大的反應系數所產生的監測結果不具可比性的問題，實際上這一種方法實現了有機物當中碳總量的測量。

4 結束語

實現終端儀器監測設備的完善以及合理選擇對于城市環境當中的VOCs連續監控具有十分重要的意義。對于這種設備來說，根據現實的需求一般能夠被分為“指紋類”、“預警類”以及“執法類”三種類型，同樣，各種需求類型的終端設備在進行選型的過程當中所具有的儀器的原理以及特點具有很大的差距。第一類終端設備應當具有信息的普遍性以及特征性，比如說，GC法具有很強的普遍性，但是臭氧卻具備較大的特征性；第二類終端設備則需要很強的靈敏度，同時這一種設備對于反應速度的要求很高，一般具備反應速度快的特點，半導體檢測儀器以及PID監測法具備較大的選擇優勢；第三類終端則最好采用煙氣連續監測系統，實現監測結果具有較大的可比較性，使得監測執法更為嚴謹。

參考文獻：

[1]曾定章.城市環境VOCs連續監測技術探討[J].儀器儀表用戶，2016（07）：13-14+17.

[2]孫焱婧，劉娟，伏晴艷，等.環境空氣中VOCs在線監測法與SUMMA罐采樣氣相色譜-質譜法比對研究[C]//上海市環境科學學會2008年學術年會，2008：23-28.

[3]古添發，周志華，林慶華，等.智能型VOCs污染源追蹤系統在連續監測中的實例分析[J].輕工科技，2016（7）：110-112.

[4]賀承啟，達莉芳.環境中VOCs監測技術研究[J].綠色環保建材，2016（2）：128-129.

[5]劉洋.淺議城市環境監測技術存在問題及對策[J].科技創新與應用，2016（21）：184.

[6]王興元，侯憲鋒，董文昭，等.基于遺傳算法的城市環境監測點布局分析[J].科技創新與應用，2014（33）：16.

[7]徐境.城市環境空氣監測點位的設置探析[J].科技創新與應用，2016（07）：166.endprint