陸芝偉,馬光軍
(南京市環(huán)境監(jiān)測中心站,南京 210013)
揮發(fā)性有機物(VOCs)是形成細顆粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前體物,會引發(fā)灰霾、光化學(xué)煙霧等大氣環(huán)境問題,嚴(yán)重制約社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,威脅人民群眾的身體健康。
為控制VOCs的排放,生態(tài)環(huán)境部對石油煉制、石油化工、煉焦化學(xué)等行業(yè)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物規(guī)定了相應(yīng)的排放限值[1-5]。江蘇、浙江、上海、天津等地也相繼出臺了重點行業(yè)VOCs的地方控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)江蘇省出臺的地方標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)中涉及的揮發(fā)性有機物以及目前自動監(jiān)測儀器通常監(jiān)測的指標(biāo),選擇非甲烷總烴作為揮發(fā)性有機物綜合性控制指標(biāo),苯系物作為特征污染物進行比對測試研究,確保自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運行,數(shù)據(jù)實時上傳,數(shù)據(jù)真實可靠[6]。
依據(jù)《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機物采樣 氣袋法》(HJ 732-2014),筆者分別使用實驗室方法、Model 3080GC-VOCs(Model 3080 GC-VOCs便攜式色譜分析儀主要由GC色譜、PC和輔助單元組成。樣品經(jīng)采樣泵吸入定量管,通過進樣閥的切換,由載氣送入色譜柱,根據(jù)不同氣體分子在色譜柱中的擴散速度不同,樣品氣體被分離開來)同自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)進行比對測試[7]。三種儀器的具體分析方法如表1所示。
表1 三種儀器分析方法
2017年10月30日和12月19日,筆者對南京某汽車制造企業(yè)的油漆沸石轉(zhuǎn)輪排口煙囪安裝的煙氣CEMS進行性能測試和現(xiàn)場比對測試。
首先用同種標(biāo)準(zhǔn)氣體對自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和Model 3080GC-VOCs進行標(biāo)定,然后分別使用三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對CEMS進行示值誤差測試,測試日期均為2017年10月30日,結(jié)果如表2~表6所示。然后,使用真空箱采集煙道中的廢氣,氣袋采集完成后使用Model 3080GC-VOCs進行現(xiàn)場測試,得到一組數(shù)據(jù)并和在線數(shù)據(jù)進行比對,重復(fù)6次,測試時間為2017年12月19日,最后把6個氣袋避光保存,并迅速送實驗室進行分析,具體數(shù)據(jù)如表7所示。
表2 苯的示值誤差
表3 甲苯的示值誤差
表4 二甲苯的示值誤差
表5 乙苯的示值誤差
表6 苯乙烯的示值誤差
苯系物的示值誤差比對中,苯的示值誤差在-13.3%~3.3%,甲苯的示值誤差在-12.10%~3.45%,二甲苯的示值誤差在-12.90%~4.03%,乙苯的示值誤差在-14.30%~0.16%,苯乙烯的示值誤差在-11.50%~4.66%。
便攜式VOCs色譜分析儀二甲苯數(shù)據(jù)略低于CEMS數(shù)據(jù)(見表7),三甲苯和乙苯明顯低于CEMS數(shù)據(jù),苯和甲苯均未檢出。苯系物實際樣品比對中,實驗室數(shù)據(jù)明顯低于CEMS數(shù)據(jù)(見表7),苯和甲苯均未檢出。
采樣過程中,冷凝、吸附和漏氣導(dǎo)致參比測試數(shù)據(jù)偏低,在線監(jiān)測為全程伴熱,樣氣溫度均在煙溫以上,無冷凝損失。便攜式VOCs色譜分析儀需采用專門的采樣系統(tǒng),采樣過程中需要全程伴熱,避免使用氣袋分析。
存儲和運輸過程中VOCs損失,導(dǎo)致參比測試數(shù)據(jù)偏低,在線監(jiān)測為實時監(jiān)測,無存儲損失。《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機物的采樣 氣袋法》(HJ 732-2014)附表指出,樣品在氣袋中存儲后,8 h內(nèi)部分有機物損失>20%。存儲時間越長,損失越嚴(yán)重,因此標(biāo)準(zhǔn)建議分析一般在采樣后8 h內(nèi)進行。
表7 苯系物實際樣品比對監(jiān)測數(shù)據(jù)
實驗室進樣分析過程中,VOCs損失導(dǎo)致參比測試數(shù)據(jù)偏低,在線為全程伴熱無凝結(jié)損失?!豆潭ㄎ廴驹磸U氣 揮發(fā)性有機物的采樣 氣袋法》(HJ 732-2014)要求采樣袋內(nèi)有液滴凝結(jié)現(xiàn)象的,需加熱消除凝結(jié)后再分析。實際分析時一般直接進樣分析,沒有進行加熱。
建議采用便攜式分析儀直接進行現(xiàn)場比對測試,嚴(yán)格控制采樣時間和采樣點位,保證比對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時,建議國家盡快出臺VOCs比對監(jiān)測驗收和運行維護的技術(shù)要求,指導(dǎo)各基層環(huán)境部門掌握典型行業(yè)VOCs排放情況,加強廢氣VOCs監(jiān)控與治理,這也是開展VOCs總量核算、排污收費等環(huán)境管理的重要前提。