非甲烷總烴在線監測在VOCs監測中的實踐

張 夏 王佑臣 羅 鴻 裴福霞

（四川省成都生態環境監測中心站 四川成都 610000）

引言

當前在城市化發展的過程中，對于一些一線城市來說大氣揮發性有機物排放已逐漸影響環境質量，尤其對于珠江三角洲、長江三角洲等地區來說，VOCs 濃度較高已成為影響當地空氣質量的關鍵因素，給居民以及外界環境帶來不利影響，并且對這一范圍內的空氣質量和環境質量影響也是比較大的。由于VOC 種類較多，在測量過程中方法復雜，成本高，很難針對VOCs 總量進行測試普及，在日常監測中監測因子可利用非甲烷總烴用于VOCs 的評價。

1 NMHC 和VOCs 的定義

1.1 NMHC的定義

非甲烷總烴主要包含除甲烷之外其余可揮發碳氫化合物，包括碳二到碳八等化合物，當大氣中非甲烷總烴濃度高一定含量時不僅對人體產生不利影響，同時在處于特定條件下，經白光照射會形成化學煙霧，對人類和外界環境都是不利的。當前空氣和工業廢氣所排放的非甲烷總烴可利用氣相色譜測定，一般采用色譜柱單離子火焰或雙柱雙離子火焰進行檢測，能夠分別進行總烴以及甲烷含量的測定，兩者之差即非甲烷總烴含量。

1.2 VOCs的定義

世界上對與VOCs 的定義有許多，結合世界衛生組織給出的可揮發性有機物含義，即在常溫常壓下以空氣存在，其沸點達到50～260℃，是一種飽和蒸汽壓為133.3 帕以上的化合物。但針對其定義還明確規定，甲醛不屬于VOC 的界定范圍。對于VOCs 的概念美國指出是除含一氧化碳，二氧化碳等化合物之外能夠在大氣發生光化反應并參與碳化合物形成，在常溫常壓下可揮發的一些有機化合物[1]。

2 非甲烷總烴在線監測系統對于環保的意義

在我國社會經濟的快速發展期間，環境污染問題成為人們關注的焦點與話題，也成為人民幸福指數的重要指標。目前在對樣品進行檢驗期間，需要有一個從現場到實驗室的過程，對于監測來說具有一定滯后性，也就會讓監測結果出現一定偏差，難以滿足實際需求。環境中各類污染物排放比較嚴重，比如空氣、固定污染物等的排放，對環境及我國環保事業造成極大影響，所以需要對VOCs 的排放濃度與排放量進行及時了解，這樣才能具有針對性的開展環保工作。

2.1 確保環保事業的可持續性

同時，在環境執法檢測和應急監測中，為了對污染的數據及相關結果進行及時、精準的獲取，這樣才能及時、便捷采取一定的措施予以處理，并且能夠對VOCs 快速、高效、定量監測，為環保工作的開展提供支持。非甲烷總烴在線監測系統是時代發展的產物，也是我國環保事業發展的創新源與動力，在對VOCs 的排放進行監測與控制過程中，能夠為環保事業提供基礎與保障，確保環保工作開展的高效性與可靠性。

2.2 滿足“綠色青山就是金山銀山”的要求

在“綠水青山就是金山銀山”的倡導下，該系統的出現意味著環保事業進入了科技引領階段，也是我國邁向環境友好型發展階段的重要一步。利用非甲烷總烴在線監測系統具有重要的生態效益，得益于其在VOCs 監測中的效果，可以及時發現污染物VOCs，并及時針對監測結果，制定可行的應對方案予以處理，確保環保工作開展的整體效果。同時，技術創新在于實踐，將其運用到環境保護中，需要加大對非甲烷總烴在線監測系統的創新與應用，促使環保事業的現代化發展[2]。

2.3 加強大氣保護

這些年制約我國可持續發展的一個重要問題就是環境問題，大氣污染是環境問題的重要一項，因此在環境保護期間，需要關注大氣污染問題。大氣污染與VOCs 的排放有直接關系，所以需要做好VOCs 的有效監測，及時發現大氣中VOCs 的含量。在監測時，環保部門需要利用非甲烷總烴在線監測系統，對VOCs 進行高效監測，確保大氣保護的高效性與可靠性。

2.4 完善我國環保體系

我國環保事業在新時期依然面臨著巨大挑戰，尤其是社會經濟快速發展過程中，環境污染問題已經成為全社會關注的重點問題。因此環保事業也需與時俱進，將科技引入環保工作中，加強環境監測的可靠性，及時了解環境污染問題。在網格化環境監測過程中，環保體系在完善過程中，需要針對不同區域的實際情況，布設監測點，及時了解當地的污染情況，加強對污染企業的管控，降低對環境產生的污染。所以非甲烷總烴在線監測系統的應用，不僅是一次科技上的進步，更是我國環保體系完善的重要一步。

2.5 提升環境監測質量與效率

環境監測工作一直是環保工作開展的重點與難點，在實際操作過程中由于監測質量較低，無法為環保工作的開展提供可靠參考，嚴重制約環保工作的有序開展。但是非甲烷總烴在線監測系統的實踐，能有效提升環境監測質量與效率，為環保工作的開展提供準確的數據信息，確保環保工作的高質量開展。

3 NMHC 在線監測系統介紹

3.1 系統的組成

NMHC 在線監測系統是由多個數據采集系統構成的，包括煙塵計、氣相色譜儀、溫度、壓力檢測儀，污染源檢測儀等，具體的原理圖如圖1。

圖1 NMHC在線自動監測系統結構示意

這個系統可以實時的而且連續地對污染源中的NMHC 進行測量，能夠用于NMHC 濃度的測定，同時并用標準氣樣可通過手動求法進行儀器在線校準和檢測，確保系統能夠實現穩定運行，保障數據的準確性。

3.2 在污染源VOCs監測中的應用

在樣品分析過程中，選擇1 號污染源樣品開展第1 次分析，具體圖譜如下。根據該圖譜可以發現總烴為1 號色譜峰，甲烷為2 號色譜峰，利用軟件處理顯示總烴和甲烷、NMHC 的含量分別為109.477，34.5355，74.9415mg/m3。系統重復性驗證主要是驗證該系統測定的重復性和準確性，針對1 號樣品開展6 次重復測定，具體結果如表1 所示。根據該表，其中甲烷、總烴以及NMHC相對標準偏差分別為0.584%，0.291%和0.124%。

表1 1#樣品分析重復性統計結果

此外，根據技術要求有關規定，非甲烷總烴線性誤差、量程漂移和零點可滿足相關需求。通過將在線監測系統所獲得的數據與手工采樣樣品監測結果進行比較，如表2 所示。

表2 在線監測系統所獲得的數據與手工采樣樣品監測結果比較

結果發現，利用手工方法測定時其結果無法滿足相關標準需求，并且監測結果有一定程度降低，主要是由于樣品在儲存和運輸中存在損失，而采用非甲烷總烴在線監測系統進行監測時，其結果滿足相關技術要求[3]。在線比對監測時，采用非甲烷總烴在線監測系統能夠有效避免樣品在儲存運輸中產生的變化，可適用于固體污染源VOCs 的監測。

4 監測的方法和原理

4.1 監測方法

針對VOC，在監測方法上采用氣象色譜-質譜聯用以及質子轉移電離-質譜法，設備成本較高。為能夠實現對工業廢氣中VOC 排放監測，考慮經濟可行性和廣泛推廣應用的基礎上，深入探究了非甲烷總烴在線監測系統，利用該系統能夠實現高性能穩定監測。該系統采用GC-FID 技術，其能夠廣泛應用于采礦業，石油，化工等多個行業中。

4.2 實驗原理

六通進樣閥雙色譜柱法：樣品經六通閥進樣，分別在甲烷柱和總烴柱上測得進行甲烷以及總烴含量的測定，NMHC 的含量是上述兩者的差值，利用其除氫空氣可用于樣品替代并檢測，在總烴柱中氧的響應值扣除樣品氧本身對于測定總烴產生的干擾性，可利用氣相色譜儀進行測定，其中甲烷柱中主要填充不銹鋼填充柱，其參數為60～80 目，長2 米、內徑3.2 毫米，在總烴柱中采用硅烷化玻璃為主，其參數為60～80 目，其中不銹鋼填充柱參數同上。

結語

通過對樣品進行分析以及方法驗證，總烴甲烷NMHC 的相對標準偏差分別為0.3%，0.6%，0.1%，進一步證明NMHC 在線監測系統穩定性強，其所采用的檢測方法能獲得準確數據分析，速度快，具有良好重復性，能夠針對污染源氣體NMHC 含量進行有效測定，能夠實時監測可揮發性有機物的排放量。針對不同廠礦所排放的揮發性有機物其物質含量不同，因此針對揮發性有機物的含量具體分析以及分類監測還需要后續開展深入探究。