[发明专利]一种VOCs固定源在线监测监控方法

说明书

本发明公开了一种VOCs固定源在线监测监控方法，包括：在正常工况下，对VOCs固定源排放的气体进行进行全扫描分析，得到各个特征离子的离子强度范围；通过计算得正常工况下该VOCs固定源排放的VOCs总当量浓度；采用在线质谱仪实时对VOCs固定源排放的待测气体进行全扫描分析，通过计算得到待测气体的VOCs总当量浓度；将待测气体的全扫描质谱图和VOCs总当量浓度与正常工况下的VOCs固定源排放的气体的全扫描质谱图和VOCs总当量浓度进行对比，判断该时刻VOCs固定源是否排放异常。本发明的在线监测监控方法不需要监测单一VOC指标和非甲烷总烃这一总量指标，有效避免了现行VOCs监测方法标准体系的制约。

技术领域

本发明涉及在线监测技术，尤其涉及一种VOCs固定源在线监测监控方法。

背景技术

VOCs是挥发性有机物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写。根据世界卫生组织(WHO)的定义，VOCs是指熔点低于室温而沸点在50～260℃之间、常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物；而美国联邦环保署(EPA)的定义为，VOCs是除CO、CO₂、H₂CO₃、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。相对于大气环境保护而言，美国联邦环保署(EPA)的定义更为合理。VOCs的危害主要体现在三个方面：一是一些VOCs直接对人体健康和生态环境具有危害性，如毒性、“致癌、致畸、致突变”等；二是参与光化学烟雾反应，是形成臭氧、细颗粒物PM2.5的重要前驱物；三是VOCs大多是温室效应气体，会导致全球变暖。

VOCs来源众多，几乎涉及工业生产、生活的各个方面。从移动情况来分，有固定源和移动源，前者如工业企业固定的排放口等，后者如汽车、轮船等移动的排放口。VOCs种类异常庞大，有数十万种之多，常见的有数百种，如烃类、卤代烃、酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、胺类、腈(氰)类等等。现行的环境监测标准方法体系无论在技术上还是在经济成本上都无法完全覆盖所有的VOCs类目标物，只覆盖其中很少一部分，也没有可以精确表征总VOCs的污染物指标及其分析方法，无法有效监测监控VOCs成分复杂且多变的废气污染源，造成VOCs排放监管漏洞，极大制约了VOCs污染防治工作。

目前，VOCs污染物排放指标有VOCs总量指标和单一VOC指标两类。

我国现行的环境标准涉及约300种VOCs，单一VOC物质的监测分析方法有HJ734-2014《固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》(只包括24种VOCs的测定方法)、HJ/T 33-1999固定污染源排气中甲醇的测定气相色谱法、HJ/T 32-1999固定污染源排气中酚类化合物的测定4-氨基安替比林分光光度法等。一般一种物质的监测需要相应的监测分析方法标准和标准物质，缺一不可。受监测分析方法和标准气体限制，目前能够监测的VOCs物质不足300种，只占VOCs家族的极少部分。常用的监测仪器有气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)和气相-色谱GC-MS。当前对于VOCs成分未知的固定源VOCs成分监测难度极大，需要使用不同的方法和仪器进行反复验证才有可能得出较为理想的某种VOC物质监测结果，要耗费大量的人力物力，往往耗时数天或数周的时间，至于固定源全组分分析更加困难，在现实中难以操作，更谈不上在线监测了。

VOCs总量指标监测能够对VOCs污染监管起到较好的管控效果。不同国家或标准用于评价VOCs总量指标的名称和定义有所不同，通常有TOC、THC、NMTHC、TVOCs等不同形式，往往与不同的检测方法和仪器有关，需要根据污染源排放特征和不同的应用场合进行选择。

(1)总有机碳(TOC)指气体中以有机物形式存在的碳浓度，欧盟、日本采用，测定仪器分为催化氧化-非分散红外线检测器和氢离子火焰离子化检测器(FID)，前者受分析仪器限制，检出限较高，只能检测高浓度VOCs；后者采用FID检测器，对含氧、氯、氮、硫等杂原子的有机物的响应值很低且各不相同，因此无法准确表征成分未知或成分复杂多变且含氧、氯、氮、硫等杂原子的VOCs总量浓度。