劉夢杰 趙敬 索乾善

摘 要：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）來源廣泛，組成復(fù)雜，且與低空大氣層中臭氧的生成直接相關(guān)，是造成大氣環(huán)境質(zhì)量下降及影響人體健康的重要因子。傳統(tǒng)的VOCs監(jiān)測方法時(shí)效低、周期長、指向性差、耗費(fèi)人力物力。而VOCs走航監(jiān)測的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測，能較準(zhǔn)確地推測大氣中VOCs污染物的來源以及預(yù)測污染物可能遷移的方向。VOCs走航監(jiān)測技術(shù)不僅為環(huán)境管理部門提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，也為VOCs污染的預(yù)防奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：VOCs;走航監(jiān)測;應(yīng)用探討

中圖分類號(hào)：TH843 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）27-0009-03

Abstract： Volatile organic compounds （ VOCs ） have a wide range of sources and complex composition， and are directly related to the formation of ozone in the lower atmosphere， which is an important factor causing the decline of atmospheric environmental quality and affecting human health. The traditional VOCs monitoring method has low time efficiency， long cycle，poor directivity，and consume human and material resources. Continuous automatic monitoring of VOCs can accurately predict the source of VOCs pollutants in the atmosphere and predict the possible migration direction of pollutants. VOCs navigation monitoring technology not only provides reliable data support for environmental management departments， but also lays a foundation for the prevention of VOCs pollution.

Keywords： VOCs;navigation monitoring;application discussion

VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）來源廣泛，組成復(fù)雜，是參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，是形成臭氧和細(xì)顆粒物污染的重要前體物，對城市大氣光化學(xué)煙霧的形成具有重要的作用，其中一些組分對人體健康存在潛在威脅[1-3]。近幾年全國VOCs排放總量持續(xù)上升，臭氧污染呈加重趨勢[4-6]。2018年6月，國務(wù)院印發(fā)的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》指出控制VOCs和氮氧化物排放是部署PM2.5和臭氧防控的重點(diǎn)[7]。2019年2月27日生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《2019年全國大氣污染防治工作要點(diǎn)》明確提出要加快推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）治理[8]。生態(tài)環(huán)境部于2020年6月24日印發(fā)《2020年揮發(fā)性有機(jī)物治理攻堅(jiān)方案》[9]，VOCs監(jiān)測及污染防治已經(jīng)成為當(dāng)前污染治理管控需求最強(qiáng)烈內(nèi)容之一，目前我國眾多專家學(xué)者對VOCs進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，各級(jí)政府已將VOCs的污染防治工作作為臭氧和細(xì)顆粒物污染防治工作的重點(diǎn)內(nèi)容[10-12]。

VOCs排放來源廣、排放情況復(fù)雜，無組織排放和有組織排放并存，無組織排放比有組織排放更多且更具有隱蔽性[13]，如何快速發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物排放源，摸清VOCs排放底數(shù)，確定排放重點(diǎn)區(qū)域及重點(diǎn)企業(yè)，為環(huán)境管理部門實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、制定針對性管控措施和措施效果后評(píng)估等提供技術(shù)支撐，及時(shí)地選擇合適的揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物排放的快速管控顯得尤為重要，同時(shí)《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》[14]《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》[15]等文件的發(fā)布，對VOCs監(jiān)測提出了更高的要求。2017年國內(nèi)首次推出VOCs走航系統(tǒng)，薛蓮、郭雪琪等學(xué)者對VOCs走航監(jiān)測應(yīng)用進(jìn)行了探索研究[16-17]，利用VOCs走航系統(tǒng)對重點(diǎn)工業(yè)園區(qū)和企業(yè)集群開展走航監(jiān)測，快速監(jiān)測出區(qū)域內(nèi)VOCs污染水平，進(jìn)而鎖定污染源，找出問題企業(yè)，針對問題區(qū)域與企業(yè)制定有效的VOCs管控措施，極大地提升了執(zhí)法能力和效率，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)打下堅(jiān)定基礎(chǔ)。

1 VOCs單光子電離飛行時(shí)間質(zhì)譜走航監(jiān)測技術(shù)原理

VOCs走航監(jiān)測系統(tǒng)使用移動(dòng)載具，搭載揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測設(shè)備，其工作方式是利用走航新技術(shù)，對揮發(fā)性有機(jī)物排放源進(jìn)行快速檢測，掌握VOCs污染全貌，鎖定重點(diǎn)污染源，并開展定性定量分析，是一種較理想的監(jiān)測設(shè)備。全在線VOCs走航監(jiān)測車可實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣VOCs全天候移動(dòng)式監(jiān)測，以及突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生時(shí)快速應(yīng)急監(jiān)測和VOCs數(shù)據(jù)調(diào)查。其應(yīng)用范圍非常廣，具有在線和離線VOCs監(jiān)測功能。

VOCs單光子電離飛行時(shí)間質(zhì)譜走航監(jiān)測車即單光子電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀進(jìn)行VOCs走航監(jiān)測，其系統(tǒng)包含膜進(jìn)樣系統(tǒng)、電離系統(tǒng)、質(zhì)譜分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)4個(gè)部分，如圖1所示。

VOCs單光子電離飛行時(shí)間質(zhì)譜走航監(jiān)測車通過膜進(jìn)樣系統(tǒng)采集環(huán)境空氣中的VOCs，利用真空紫外燈電離得到物種分子離子，利用各分子離子飛行時(shí)間不同實(shí)現(xiàn)多物種同時(shí)檢測。儀器使用分子量進(jìn)行定性，并通過標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行定量，可實(shí)時(shí)獲取不同物種的濃度分布和變化規(guī)律。

2 應(yīng)用探討

“實(shí)時(shí)、快速、直觀”是走航監(jiān)測的最大特點(diǎn)，不僅能提供VOCs濃度數(shù)據(jù)，還有VOCs組分?jǐn)?shù)據(jù)，在高排放區(qū)域或企業(yè)篩查、超標(biāo)或異常排放識(shí)別和治理效果評(píng)估等方面具有非常突出的優(yōu)勢，在政府VOCs監(jiān)測與管控中具有以下五大應(yīng)用。

2.1 VOCs常態(tài)化監(jiān)測應(yīng)用

常態(tài)化走航是以“動(dòng)態(tài)快篩、聚焦源頭、精準(zhǔn)監(jiān)管、協(xié)助執(zhí)法、效果評(píng)估、持續(xù)改進(jìn)”正向循環(huán)的工作路徑，弄清污染物的濃度、種類、來源及其空間分布、排放規(guī)律等，從而實(shí)現(xiàn)從區(qū)域全貌到污染區(qū)域，再到污染企業(yè)甚至企業(yè)工段的精細(xì)化管理。

2.2 摸底畫像，鎖定問題區(qū)域，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管控

系統(tǒng)精準(zhǔn)、科學(xué)地對污染源開展排查，做到時(shí)間精準(zhǔn)、區(qū)域精準(zhǔn)、對象精準(zhǔn)、措施精準(zhǔn)，幫助環(huán)保部門對問題區(qū)域采取針對性措施，推動(dòng)環(huán)境空氣質(zhì)量穩(wěn)步提升。

2.3 建立工業(yè)區(qū)域企業(yè)畫像，明確管控重點(diǎn)

系統(tǒng)對重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)園區(qū)排放源進(jìn)行采集，建立重點(diǎn)區(qū)域排放清單，為污染判別、排放管理提供數(shù)據(jù)。通過對不同區(qū)域開展科學(xué)、系統(tǒng)的網(wǎng)格化走航，全面、快速掌握污染的整體分布情況，鎖定污染區(qū)域。

2.4 協(xié)助執(zhí)法部門排查污染源

利用走航監(jiān)測開展精準(zhǔn)溯源，找源頭、精準(zhǔn)施策。走航監(jiān)測車的投入使用推動(dòng)了依法治污、科技治污、精準(zhǔn)治污，有利于促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了污染減排與行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的雙贏。

2.5 參與環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測建設(shè)

開展環(huán)境污染突發(fā)事件、環(huán)境問題投訴等應(yīng)急監(jiān)測，實(shí)時(shí)掌握附近特征及污染物濃度變化。

3 結(jié)論與不足

3.1 結(jié)論

通過VOCs走航監(jiān)測，可以了解走航區(qū)域內(nèi)污染物的組分，及時(shí)掌握區(qū)域及企業(yè)污染物排放情況，從而可以全面、快速地鎖定重點(diǎn)污染區(qū)域。通過對重點(diǎn)污染區(qū)域、重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集群開展定點(diǎn)分析，準(zhǔn)確掌握排放情況，快速鎖定疑似污染排放源頭企業(yè)，有利于開展精準(zhǔn)執(zhí)法和整治行動(dòng)，可避免傳統(tǒng)的VOCs監(jiān)測方法周期長、時(shí)效短的缺點(diǎn)。走航監(jiān)測完成后，形成“一市一策”的大氣污染形勢分析報(bào)告，針對問題提出切實(shí)可行的整治建議，協(xié)助當(dāng)?shù)卣畬?shí)施精準(zhǔn)管控，助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。

3.2 不足

VOCs走航監(jiān)測技術(shù)仍存在一些不足之處。

①VOCs走航車通常行駛在道路上，離污染源存在一定距離，監(jiān)測濃度會(huì)受氣象條件及污染物自然擴(kuò)散影響。

②VOCs走航車設(shè)置的采樣裝置位于走航車上，采樣高度有限且行走路線位于機(jī)動(dòng)車道路上，采集過程中可能受到機(jī)動(dòng)車尾氣的影響。

③VOCs走航監(jiān)測結(jié)果與傳統(tǒng)離線采樣實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果須進(jìn)行進(jìn)一步對比驗(yàn)證和改進(jìn)完善。

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