固定污染源苯系物自动连续监测系统比对测试研究

陆芝伟，马光军

（南京市环境监测中心站，南京 210013）

挥发性有机物（VOCs）是形成细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）等二次污染物的重要前体物，会引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众的身体健康。

为控制VOCs的排放，生态环境部对石油炼制、石油化工、炼焦化学等行业产生的挥发性有机物规定了相应的排放限值[1-5]。江苏、浙江、上海、天津等地也相继出台了重点行业VOCs的地方控制标准。根据江苏省出台的地方标准和标准中涉及的挥发性有机物以及目前自动监测仪器通常监测的指标，选择非甲烷总烃作为挥发性有机物综合性控制指标，苯系物作为特征污染物进行比对测试研究，确保自动连续监测系统稳定运行，数据实时上传，数据真实可靠[6]。

1 现场监测

依据《固定污染源废气 挥发性有机物采样 气袋法》（HJ 732-2014），笔者分别使用实验室方法、Model 3080GC-VOCs（Model 3080 GC-VOCs便携式色谱分析仪主要由GC色谱、PC和辅助单元组成。样品经采样泵吸入定量管，通过进样阀的切换，由载气送入色谱柱，根据不同气体分子在色谱柱中的扩散速度不同，样品气体被分离开来）同自动连续监测系统进行比对测试[7]。三种仪器的具体分析方法如表1所示。

表1 三种仪器分析方法

2017年10月30日和12月19日，笔者对南京某汽车制造企业的油漆沸石转轮排口烟囱安装的烟气CEMS进行性能测试和现场比对测试。

首先用同种标准气体对自动连续监测系统和Model 3080GC-VOCs进行标定，然后分别使用三种浓度的标准气体对CEMS进行示值误差测试，测试日期均为2017年10月30日，结果如表2～表6所示。然后，使用真空箱采集烟道中的废气，气袋采集完成后使用Model 3080GC-VOCs进行现场测试，得到一组数据并和在线数据进行比对，重复6次，测试时间为2017年12月19日，最后把6个气袋避光保存，并迅速送实验室进行分析，具体数据如表7所示。

表2 苯的示值误差

表3 甲苯的示值误差

表4 二甲苯的示值误差

表5 乙苯的示值误差

表6 苯乙烯的示值误差

2 数据分析

苯系物的示值误差比对中，苯的示值误差在-13.3%～3.3%，甲苯的示值误差在-12.10%～3.45%，二甲苯的示值误差在-12.90%～4.03%，乙苯的示值误差在-14.30%～0.16%，苯乙烯的示值误差在-11.50%～4.66%。

便携式VOCs色谱分析仪二甲苯数据略低于CEMS数据（见表7），三甲苯和乙苯明显低于CEMS数据，苯和甲苯均未检出。苯系物实际样品比对中，实验室数据明显低于CEMS数据（见表7），苯和甲苯均未检出。

3 结论

采样过程中，冷凝、吸附和漏气导致参比测试数据偏低，在线监测为全程伴热，样气温度均在烟温以上，无冷凝损失。便携式VOCs色谱分析仪需采用专门的采样系统，采样过程中需要全程伴热，避免使用气袋分析。

存储和运输过程中VOCs损失，导致参比测试数据偏低，在线监测为实时监测，无存储损失。《固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法》（HJ 732-2014）附表指出，样品在气袋中存储后，8 h内部分有机物损失＞20%。存储时间越长，损失越严重，因此标准建议分析一般在采样后8 h内进行。

表7 苯系物实际样品比对监测数据

实验室进样分析过程中，VOCs损失导致参比测试数据偏低，在线为全程伴热无凝结损失。《固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法》（HJ 732-2014）要求采样袋内有液滴凝结现象的，需加热消除凝结后再分析。实际分析时一般直接进样分析，没有进行加热。

建议采用便携式分析仪直接进行现场比对测试，严格控制采样时间和采样点位，保证比对数据的准确性。同时，建议国家尽快出台VOCs比对监测验收和运行维护的技术要求，指导各基层环境部门掌握典型行业VOCs排放情况，加强废气VOCs监控与治理，这也是开展VOCs总量核算、排污收费等环境管理的重要前提。