VOCs在线监测
VOCs Monitoring
发布日期 2018-11-13 09:31:49 浏览次数: 次
一、VOC介绍:
1、VOC挥发性有机物
根据WHO定义,挥发性有机化合物(VOC-volatile organic compounds)是指在常压下,沸点50℃—260℃的各种有机化合物。VOC按其化学结构,可以进一步分为:烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等。目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。
甲醛也是挥发性有机化合物,但甲醛易溶于水,与其他挥发性有机化合物有所不同,室内来源广泛,释放浓度也高。因此,常把甲醛与其他挥发性有机化合物分别阐述。
除甲醛以外,绝大多数挥发性有机化合物一般都不溶于水而易溶于有机溶剂。在室内它们各自的浓度往往不是很高,但是若干个VOC共同存在于室内空气中时,其联合作用是不可忽视的。由于它们种类多,单个组分的浓度低,常用于TVOC(Total Volatile Organic Compounds)表示室内中的挥发性有机化合物总量的。TVOC是衡量建筑物内装饰装修和家具等室内用品。对室内空气质量影响程度的一项重要指标。
VOC主要来源以人为排放源为主,多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气造成。石油、化工、煤炭、油漆、尾气等是VOC的主要来源。VOC气体进入大气层后会产生一定的光电反应,形成二次污染,增加烟雾及臭氧的地表浓度,造成大气环境污染,危害人的身体健康和农作物生长。如在伦敦、东京等城市都相继出现过光化学烟雾污染事件。
2、VOCs的产生及影响
2.1 VOCs的产生:
由于我国工业发展速度进程加快,能源消耗量日益增加,这也直接导致了我国环境空气污染越来越严重,空气污染问题也呈现越来越复杂的趋势,除了细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)这些被大众熟知的污染因素之外,还有挥发性有机物(VOC)特征污染因子也呈现越演越烈的趋势,这些污染因子均属于具有快速蔓延性、污染综合性和影响区域性等复合型大气污染,这导致了重污染天气过程出现范围增大,治理难度加大。
室内可挥发性有机化合物的主要来源:
室内空气中挥发性有机化合物的来源与室内甲醛类似,且更为广泛,主要来源有:
1、建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品。例如:有机溶剂、油漆、及含水涂料;
2、家用燃料和烟叶的不完全燃烧,人体排泄物;
3、室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等;
影响室内空气中挥发性有机化合物浓度的主要因素:与室内温度、相对湿度、材料的装载度、换气次数(室内空气流通量)等因素有关。
2.2 VOCs的危害:
2.2.1 VOCs排放至大气中会造成以下危害:
(1)增加空气氧化性,空气中臭氧量增加;
(2)VOCs气体中的硫酸盐、硝酸盐等成分易形成酸雨;
(3)会造成PM2.5、雾霾、光化学烟雾等危害;
2.2.2 VOCs在室内的危害:
室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒,轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状;重者会出现肝中毒甚至很快昏迷,有的还可能有生命危险。
长期居住在挥发性有机化合物污染的室内,可引起慢性中毒,损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能;苯和二甲苯还能损害系统,以至引发白血病。
2.2.3 VOCs对儿童健康的影响:
经国外医学研究在证实,生活在挥发性有机化合物污染环境中的妊妇,造成胎儿畸形的几率远远高于常人,并且有可能对孩子今后的智力发育造成影响。同时,室内空气中的挥发性有机化合物是造成儿童神经系统、血液系统、儿童后天疾患的重要原因。
3、VOC在线监测方式介绍:
随着VOCs污染防治的不断推进,大气VOCs在线监测已成为污染源管理的重要手段,上海、天津、深圳等城市明确要求在线监测。但VOCs的监测和管理却极具挑战,甚至在国际上也是一项难题。目前市面上的监测产品和监测手段五花八门,良莠不齐。
3.1 建设背景
3.1.1 国家政策:
(1)中共中央国务院关于全面加强生态环境?;?,坚决打好污染防治攻坚战的意见;
(2)中共中央政治局常委、国务院总理李总理主持召开国务院常务会议部署联调保卫战三年行动计划;
(3)生态环境部发函敦促各地落实(固定污染源废气挥发性有机物监测工作);
(4)中国环境监测总站站长发表署名文章:深化环境监测改革,助力生态文明建设;
3.1.2 建设依据
《污染源自动监控管理办法》(原国家环保总局令第28号);
《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(环保部发布);
《关于印发<污染源自动监控设施运行管理办法>的通知》(环发〔2008〕6号);
《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(试行)(HJ/T 76-2017);
《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(试行)(HJ/T 75-2017);
《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T 38-2017);
《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》(HJ/T212-2017);
《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996);
《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范(试行)》(HJ/T352-2007);
《环境信息系统集成技术规范》(HJ/T418-2007);
《上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统安装及联网技术要求(试行)》
《上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统验收及运行技术要求(试行)》
《固定污染源挥发性有机物排放连续自动监测系统光离子化检测器(PID)法技术要求》
《重点工业源挥发性有机物排放在线监控设备安装联网验收技术指南》
3.2 市场上VOC在线检测方式分析:
3.2.1常规四大检测技术:
我司经过统计,目前市面上固定源VOCs监测技术的分析及对比如下:
1、色谱技术:通过色谱柱分离可对VOCs排放总量及特征组分进行测量,但分析周期长,一般用于固定污染源在线监测,可检测出已知挥发性有机物的浓度;
2、光谱技术:常用技术有FTIR、DOAS、TDLAS,响应速度快,一般用于区域环境空气监测/污染源监测,光谱仪检测规???,可适应各种工业场所运用。但光学器件维护成本高。
3、质谱技术:灵敏度高(ppt)、响应时间短、测量组分多、无需标定,可同时完成挥发性有机物的定性和定量检测,但无法辨别同分异构体。但价格相对比较昂贵;一般用于实验室、医院、环境应急/溯源监测。目前只能试验室用,企业业主买不起;
4、传感器技术:常用传感器为PID、FID,两者监测精度均可达PPb(浓度单位,part per billion ,10的负9次方,1/1000ppm),但无法区分VOCs种类,常用于危险区域报警、室内环境空气监测。FID传感器对碳氢响应灵敏,但体积较大,价格20万以上,需要氮气,氢气,日常维护??突Ы邮艹潭扔邢?,难以推广。PID使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物打成可被检测器检测到的正负离子(离子化)。检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号,电流被放大并显示出“PPM”浓度值。
综合分析得出:比较可行的是PID和电化学的,响应时间快,安装便捷,不需要经常的维护。价格适中,适合家具、电子厂、印刷厂和汽修厂的污染监控。
4、Leelool-TVOC在线监测介绍-PID
4.1 监测使用范围:
Total Volatile Organic Compounds 挥发性有机物总量
Leelool-TVOC智能分析仪,主要针对TVOC,是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸和碳酸盐以外室内挥发性有机气体物质的统称,包含苯类、烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类等。
4.2 监测原理:
4.2.1监测原理示意图:
4.2.2监测仪介绍
Leelool-TVOC-智能分析仪,采用PID在线监测。采用原位安装直插式的,不需要抽取气体,响应时间快,安装便捷,不需要经常的维护。数据原位显示和远程变送。没有传统的抽取、除湿、过滤、排水等流程。
与传统测量技术相比,Leelool-TVOC-第1代智能分析仪无需机柜、系统大为简化,节约业主采购与维护成本,便于推广使用。
4.2.3 Leelool-TVOC-第1代智能分析仪详细参数如下:
4.2.4 主要系统组成:
4.2.5 零部件介绍:
(1)采样探杆:
(2)变送??椋?/span>
(3)测控箱:
4.2.6数据读?。?/span>
Leelool-TVOC-第1代智能分析仪,同时提供在线读数和远程监控两种数据读取模式,可便捷实现24小时全天候监测不同地段污染物排放状况。
(1)在线读数
(2)多台远程监控数据读?。?/span>
4.2.7Leelool-TVOC智能分析仪安装方式:
在完善第一代产品的研发基础上,Leelool同时在研发第二代TVOC检测仪,通过对烟气温度、流量、排放速率、风机电流、实时TVOC浓度等方面进行进一步的强化及减小误差,实现VOC监测的更准确性。