城市环境VOCs连续监测技术探讨

卞志浩

摘 要：VOCs的中文名称为挥发性有机物，所谓城市环境VOCs，也就是城市环境中的挥发性有机物，它是导致复合型污染发生的最重要的一个因素。VOCs不仅仅本身就是一种污染物，而且它还是二次污染物的重要组成因素，因此对其更好地进行监测具有十分重要的意义。文章正是在分析当前城市环境当中的VOCs连续性监测技术所具有的特点的基础之上，对监测系统的结构进行探讨，最终选择出更好的监测终端进行VOCs的监测。

关键词：城市环境；VOCs；连续监测

中图分类号：X831 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）04-0055-02

Abstract： VOCs is short for volatile organic compounds. The so-called urban environment VOCs are the volatile organic compounds in the urban environment. They are one of the most important factors leading to the occurrence of compound pollution. VOCs are not only a pollutant itself， but also an important component of secondary pollutants， so it is of great significance to better monitor them. Based on the analysis of the characteristics of continuity monitoring technology in the VOCs in the current urban environment， the structure of the monitoring system is discussed in this paper. Finally， a better monitoring terminal is selected to monitor VOCs.

Keywords： urban environment； VOCs； continuous monitoring

伴随着城市环境当中的VOCs导致复合型污染发生的次数越来越频繁，这主要表现在高浓度的臭氧以及细颗粒物等为代表的二次污染多发。空气当中的灰尘物质更是频繁地成为了人们热议的话题，这给当前的环保工作带来了非常巨大的困难。如果环境监测以及治理工作的首个阶段是通过监测以及监测的工艺更新来实现气体污染物浓度的降低，那么第二个环节就是要从污染物产生的原因进行着手，通过将污染物产生的源头扼杀在摇篮当中，从而最大程度的将污染程度降到最低。VOCs作为一种一次污染物以及二次污染源，应该受到社会各界的广泛关注，实现监测系统的完善。

1 VOCs连续监测的方法以及特点

分光光度计法是在实验室当中，通过对于挥发性有机物的分析，发现一系列的反应生成物对于各种波段光谱所产生的光度变化来对有机物的含量进行分析，这一种监测方法十分简单，但是并不能够检测所有的VOCs，同时这一种细分的测量方法具有很大的差距性，无法利用相关的原理来建成对挥发性有机物的连续性监测仪器。

通过利用半导体材料对挥发性有机物做出特定的反应，制造出适合具有很强实践性的VOCs传感仪器，这一途径仅仅适用于很小一部分的VOCs测量工作，不能够对不同的VOCs进行详细的甄别，同一种类的VOCs之间以及不同的VOCs气体之间相互交叉，相互之间具有很大的干扰性。这一种测量方法非常适合于便携式设备的开发以及利用，因此，在一些比较常见的VOCs监测过程当中具有一定的应用。

通过离子化手段进行VOCs的监测是当前比较常见的手段，我们在监测时遇到的PID检测器以及ECD检测仪器都是利用离子电流以及VOCs之间的浓度关系所产生的。这些检测仪器具有很高的灵敏度，对于VOCs的识别度亦是非常准确，在现实生活中的应用十分广泛，作为最为普及的检测仪器之一，PID检测器不仅能够对大部分的有机物进行检测，而且还能够对一些芳香烃以及烯烃进行有效的选择。在测量的过程当中还不会对所要检测的有机物进行破坏；ECD检测仪器则能够对具有负电性的物质，比如硫、磷等具有较强信号的物质；同时，还有一种常见的离子检测仪器，即TCD检测器，这一种检测器具有广谱性，它能够通过有机物热导率的不同来进行有机物的检测。

在实现有机物氧化的基础上，通过NDIR方法来进行二氧化碳的测量，之后再根据二氧化碳的含量来推算出有机物当中的碳总量，是进行有机物测量的另一种重要手段。一般而言，原始的VOCs气体当中都具有一定的二氧化碳，在现实的应用当中通过氧化以及再测量的手段去除其中的二氧化碳。这一种方法是目前最常见的VOCs探测方法，它被大范围的应用到环保排放的连续检测当中，这一方法当前技术手段十分成熟，并且能够测量的气体门类非常全，因此具有很大的优势。

2 监测网络的结构

监测网络从构成以及需求上进行分类可以分为三个层次。即顶层、中间层以及底层。顶层是最基本的需求层面，中间层则是信息平台，底层就是监测层面。底层通过一系列的就地端以及终端设备来进行数据的测量，之后将数据传递到中间层的信息平台之上，顶层则是把各式各样的应用挂接于信息平台之上，最终满足监测时的各种需求。在这当中，底层的终端设备则是整个监测网络最为基本的环节。

终端也一般能够被分为三类。第一类是重点区域的连续性监测，这一种监测终端是为了满足各方面需求、获取综合性的数据来进行的，它是在发现污染的特征的基础之上，对地区的污染种类、污染程度以及在未来的发展趋势进行预测，为此这一类终端亦被称为指纹类；第二类终端则是区域内部的预警终端，这一种类型是对一些危险高发区域做出预警，这一种终端是在捕捉环境急变信号的基础之上，将信息迅速到傳递到应用层当中，这一种类型亦被称为预警类；第三类则是执法终端，这一类终端则主要包括数据监测以及污染防控执法两大功能，它通过对于特定的污染源进行连续的监测，不仅要搞清污染排放的一系列数据，而且还要为监测执法提供重要的依据，在这一层面之上，这一类终端必须具有很强的操作性，实现操作的简易化以及设备的稳定性。endprint

3 终端设备类型的选择

三类终端类型对于监测系统当中的具体终端设备也有具体的要求。第一类也就是指纹类的终端主要包括GC、激光雷达以及GC-MS等设备，这一种终端设备在现实中主要是城市或者是工业区当中的空气质量站点，这一种设备还包括对于污染的分析设备，比如对臭氧进行分析的单项分析设备；第二类终端则适用于半导体传感器，主要是以PID检测器为主的电子化检测仪器，这一种仪器具有反应速度快、灵敏度高的优点；针对于第三类终端，在进行选择的时候需要考虑一系列的问题，虽然GC法能够帮助工作人员获得关于VOCs的完整数据，但是这一种方法在工作过程当中还有众多的不足。

在进行现实的操作时，GC检测方法包含众多可供选择的参数，色谱柱的选择门类亦是众多，检测设备的选项包括PID、FID以及ECD等多种类型；众多的运行参数以及停留时间较长等现状，导致这一种方法的仪器的运行成本很高，在进行多种成分的混合标气的时候，需要支出的费用很大，特别是在十分恶劣的环境之下，仪器以及标气的存放都十分困难。这在很大程度上导致采用GC法进行污染源测量时，实际情况与测量结果有很大的差距，这对于检测执法所追求的严谨性来说是一个巨大的挑战。从实际的检测中发现，对于固定污染源的有机物进行连续性监测时无法对每一种成分进行全部的测量。同时，在测量的过程当中，通常对于这一方法没必要进行柱分离，一旦进行柱分离，就会导致连续测量的污染源过于分散且加大其不确定性，这样就为预期的执法增加一系列的难度。经过几十年的发展，烟气连续监测系统已经建成了十分广泛的监测网络体系，监测系统本身更加具有安全性，形成了集设计、运营、管理以及执法等为一体的监测体系，最终建立了一个十分完备的执法监测平台。但是在这一个平台之上，监测系统通过采用非分散红外线分析仪器，在进行催化氧化的基础之上，将VOC氧化成为二氧化碳，之后再利用红外线的吸收强度来对有机物的浓度进行判定。为了减少最开始时污染物当中二氧化碳对于监测的影响，在进行操作的时候能够采用多次监测方法，这一种方法现在已经具有十分成熟的分析设备，灵敏程度不再受到VOC類别的限制，不会再出现PID以及FID方式对于各种不同的有机物所产生的差别较大的反应系数所产生的监测结果不具可比性的问题，实际上这一种方法实现了有机物当中碳总量的测量。

4 结束语

实现终端仪器监测设备的完善以及合理选择对于城市环境当中的VOCs连续监控具有十分重要的意义。对于这种设备来说，根据现实的需求一般能够被分为“指纹类”、“预警类”以及“执法类”三种类型，同样，各种需求类型的终端设备在进行选型的过程当中所具有的仪器的原理以及特点具有很大的差距。第一类终端设备应当具有信息的普遍性以及特征性，比如说，GC法具有很强的普遍性，但是臭氧却具备较大的特征性；第二类终端设备则需要很强的灵敏度，同时这一种设备对于反应速度的要求很高，一般具备反应速度快的特点，半导体检测仪器以及PID监测法具备较大的选择优势；第三类终端则最好采用烟气连续监测系统，实现监测结果具有较大的可比较性，使得监测执法更为严谨。

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