固定污染源非甲烷總烴自動連續監測系統比對測試研究

陸芝偉，馬光軍

（南京市環境監測中心站，南京 210013）

VOCs是揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds）的英文縮寫，是形成細顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前體物，進而引發灰霾、光化學煙霧等大氣環境問題。

現階段，國家、地方已出臺《石油化學工業污染物排放標準》（GB31571-2015）和《表面涂裝（汽車制造業）揮發性有機物排放標準》（DB32/ 2862-2016）等排放標準[1-2]。此外，還發布了《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續監測技術規范》（HJ 75-2017）和《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續監測技術要求及檢測方法》（HJ 76-2017）比對監測驗收和運行維護的技術要求，但VOCs比對監測驗收和運行維護的技術要求還未發布[3-4]。

為有效控制和規范揮發性有機物的排放，筆者對南京某汽車生產企業進行試點，開展以下工作內容：開展VOCs自動連續監測系統比對監測；確保VOCs自動連續監測系統穩定運行，數據實時上傳。根據江蘇省出臺的地方標準和標準中涉及的揮發性有機物以及目前自動監測儀器通常監測的指標，選擇非甲烷總烴作為揮發性有機物綜合性控制指標進行比對測試研究。

1 現場監測

依據《固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 氣相色譜法》（HJ 38-2017）和《固定污染源廢氣 揮發性有機物的采樣 氣袋法》（HJ 732-2014），筆者分別使用實驗室方法、便攜式POLLUTION PF-300（便攜式POLLUTION PF-300采用的是全程加熱型氫火焰離子檢測器（FID）[5-6]。FID作為有機碳原子的選擇性計數器，是一種高靈敏度通用型檢測器，位于一個小型的氫氣火焰燃燒區域的兩個電極之間，使用除烴空氣作為燃燒介質。當包含VOCs的樣氣進入燃燒區域時，遇高溫發生離子化，產生大量離子，兩個電極之間產生了一個靜電場，離子化產生的正負離子分別聚集到兩極上從而產生電流，電流強度與樣氣中的總烴濃度成一定比例，通過對電流的監測可以獲得總烴濃度。將二者同自動連續監測系統進行比對測試，三種儀器的具體分析方法如表1所示。

筆者對南京某汽車制造企業的油漆沸石轉輪排口煙囪安裝的煙氣CEMS進行現場比對測試。首先用同種標準氣體對自動連續監測系統和便攜式POLLUTION PF-300進行標定，然后分別使用三種濃度的標準氣體對CEMS進行示值誤差的測試，如表2所示。下面使用真空箱采集煙道中的廢氣，氣袋采集完成后使用便攜式POLLUTION PF-300進行現場測試，得到一組數據并和CEMS數據進行比對，重復9次，具體數據如表3所示。最后，把9個氣袋避光保存，并迅速送實驗室進行分析，測試數據如表3所示。

表1 三種儀器分析方法

表2 非甲烷總烴的示值誤差測試

表3 非甲烷總烴POLLUTION PF-300和實驗室現場比對數據

2 數據分析

由表2可知，自動連續監測系統非甲烷總烴的示值誤差在-1.0%～2.0%，可見該CEMS的重復性較好；非甲烷總烴的實際樣品比對中，便攜式POLLUTION PF300在使用現場標準氣體進行校準后（和CEMS校準標氣為同種標氣），和CEMS數據一致性較好（見圖1），平均相對誤差為4.7%；非甲烷總烴的實際樣品比對中，實驗室數據明顯低于CEMS數據（見圖1），可能因為氣袋存在一定的吸附，同時運輸過程中會存在一定的損失。

圖1 非甲烷總烴比對數據

3 結論

非甲烷總烴的部分實驗室數據較CEMS數據偏低，考慮非甲烷總烴的特性和氣袋在運輸過程中會存在一定的損失，因此采樣后需避光保存并立即送回實驗室分析，最大程度地減少非甲烷總烴的損失。便攜式POLLUTION PF300經同種標準氣體校準后的測試數據，和CEMS數據一致性較好，故推薦使用便攜式儀器進行現場測試。目前，非甲烷總烴已經具備比對監測條件。

筆者建議，國家盡快出臺非甲烷總烴比對監測驗收和運行維護的技術要求。這有利于地方生態環境部門掌握典型行業VOCs排放情況，加強廢氣VOCs監控與治理，也是VOCs總量核算、排污收費等環境管理的重要前提。