VOCs監(jiān)測的技術(shù)要點及常見問題

發(fā)布時間: 2022-07-18 點擊次數(shù): 1267

當前，臭氧已經(jīng)成為僅次于PM2.5的影響優(yōu)良天數(shù)的重要因素，臭氧對空氣質(zhì)量的影響尤為明顯，加強VOCs監(jiān)測監(jiān)控作為控制VOCs 排放、遏制臭氧污染的一項重要工作受到公眾關(guān)注。

問：VOCs 污染的特點是什么？對其監(jiān)測有怎樣的重要性？

答：VOCs有兩大特點，一是種類繁多、成分復雜。按照化學結(jié)構(gòu)的差異，大氣VOCs包括十多類、成千上萬種有機物。二是來源廣泛、涉及面廣。VOCs來源于各種天然源及人為源的排放，涉及社會生產(chǎn)、生活的方方面面。

VOCs是臭氧和PM2.5的重要前體物，在陽光紫外線照射下與大氣中的氮氧化物發(fā)生化學反應，形成臭氧等二次污染物或強化學活性的中間產(chǎn)物，增加臭氧地表濃度。同時，部分VOCs 本身也具有毒性、異味等性質(zhì)。這些都會對自然環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不利影響。因此，控制VOCs成為降低臭氧濃度的關(guān)鍵之一。

加強對污染源的VOCs 監(jiān)測，有助于全面掌握我國各行業(yè)企業(yè)的VOCs 排放狀況，準確評估VOCs治理設施的運行效果并及時做出調(diào)整，科學支撐VOCs總量控制和削減核算，支撐污染政策的科學制訂和實施，并評估檢查治理成效，從而在根源上約束VOCs排放總量、遏制臭氧污染。

問：我國環(huán)境大氣VOCs監(jiān)測手段有哪些？現(xiàn)狀如何？監(jiān)測工作中存在哪些難點？

答：目前國內(nèi)常用的監(jiān)測手段主要是實驗室手工監(jiān)測（離線監(jiān)測）和現(xiàn)場自動監(jiān)測（在線監(jiān)測）兩種。離線監(jiān)測是將廢氣或環(huán)境空氣中的VOCs采樣后，將樣品送回實驗室，用氣相色譜法或氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法進行分析。離線采樣分析可能存在采樣時間長、采樣過程中受人為干擾、樣品在采樣容器中較難保證穩(wěn)定性等問題。因此，許多研究機構(gòu)和儀器公司開發(fā)了大氣中VOCs的連續(xù)自動在線監(jiān)測技術(shù)和儀器，可以提高VOCs監(jiān)測的時間分辨率，更好地幫助追蹤大氣中VOCs物質(zhì)的大氣化學過程。但總體而言，在線監(jiān)測在技術(shù)、裝備上還處在研究發(fā)展階段，這也是目前環(huán)境大氣VOCs監(jiān)測存在的難點之一。

在實際操作層面，大氣VOCs監(jiān)測質(zhì)量控制技術(shù)研究亟待加強。單一的分析方法難以適用于所有種類的VOCs 監(jiān)測，需要根據(jù)目標需求選擇合適的監(jiān)測方法。VOCs離線監(jiān)測的主要難點在于解決采樣的吸附、降解等損失難題，提高監(jiān)測的準確性、可靠性。VOCs在線監(jiān)測需要加強主要活性物質(zhì)監(jiān)測的技術(shù)、裝備研究攻關(guān)，提高設備的便捷性和性能穩(wěn)定性，以保證監(jiān)測的時效性和數(shù)據(jù)質(zhì)量。不同技術(shù)原理VOCs 監(jiān)測分析方法之間的比對監(jiān)測，也有待進一步開展。

在法律法規(guī)和政策層面，為加強VOCs監(jiān)測管控，我國已制訂大氣污染法、環(huán)境保護稅法等法律法規(guī)，發(fā)布了排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范、排污單位自行監(jiān)測技術(shù)指南等政策文件。但是，現(xiàn)有的VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)方法標準體系還有待完善。在《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）中未對VOCs規(guī)定限值提出相關(guān)標準，環(huán)境空氣VOCs 監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果缺少評價依據(jù)。需要針對不同性質(zhì)的VOCs增加分析目標物種類，以覆蓋更多的VOCs 排放行業(yè)。目前，國家尚未發(fā)布便攜式儀器現(xiàn)場測定VOCs 的方法標準，現(xiàn)場監(jiān)測以及執(zhí)法等工作缺少監(jiān)測方法依據(jù)。

問：目前重點區(qū)域正在啟動VOCs環(huán)境監(jiān)測，對于監(jiān)測點位的布設您有哪些建議？

答：從2018 年起，中國環(huán)境監(jiān)測總站就根據(jù)生態(tài)環(huán)境部統(tǒng)一部署，開始在京津冀及周邊、長三角、珠三角等7 個地區(qū)78 個地級以上城市開展環(huán)境空氣VOCs監(jiān)測，掌握重點區(qū)域環(huán)境空氣VOCs及其對臭氧污染的影響狀況。今年夏季以來，總站按照生態(tài)環(huán)境部領導關(guān)于問題精準、時間精準、區(qū)位精準、對象精準、措施精準“五個精準”的要求，針對VOCs污染開展精細化監(jiān)測，以此加強臭氧預測工作。在全國重點區(qū)域，覆蓋整個臭氧污染季的VOCs手工和自動監(jiān)測工作持續(xù)開展。截至今年4月，全國共有120余個城市開展了VOCs 監(jiān)測，其中60 余個城市開展了自動監(jiān)測且大部分與總站聯(lián)網(wǎng)。

目前，相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)已應用于環(huán)境質(zhì)量分析與管理工作，幫助我們初步掌握了全國重點城市VOCs濃度水平、化學組成、污染特征等信息，為我國VOCs 污染提供了基礎數(shù)據(jù)。同時，總站聯(lián)合科研院所、地方監(jiān)測站，在VOCs監(jiān)測的運行維護、質(zhì)控核查和數(shù)據(jù)審核評估等方面初步形成了技術(shù)指導文件。

日前，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》，提出十條措施目標促進實現(xiàn)VOCs排放量明顯下降，有效遏制夏季臭氧污染。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部部署，2020年夏季臭氧污染監(jiān)督幫扶工作中，總站將開展廢氣排污單位自行監(jiān)測抽測與專項檢查，對地方技術(shù)人員進行VOCs 監(jiān)測技術(shù)培訓；結(jié)合臭氧國控站、區(qū)縣站監(jiān)測數(shù)據(jù)和VOCs監(jiān)測數(shù)據(jù)，編制臭氧分析周報，提供精細化的預報產(chǎn)品；比較各城市臭氧和VOCs 的濃度水平，并在重點城市分析臭氧敏感性及VOCs來源，結(jié)合全國第二次污染源普查數(shù)據(jù)積極探索分析VOCs 特征及來源等，研究其對臭氧生成敏感性的影響，為監(jiān)督幫扶工作的成效評估提供技術(shù)支持。

通過上述能力建設工作，全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站系統(tǒng)積累了監(jiān)測點位布設的相關(guān)經(jīng)驗。對重點區(qū)域VOCs 進行環(huán)境監(jiān)測，布設的監(jiān)測點位要能夠代表這個城市的特征，并盡可能選擇城區(qū)臭氧高值點位，以監(jiān)控其大影響，同時附近可以獲取氮氧化物、臭氧等監(jiān)測數(shù)據(jù)。建議每個城市至少布設1個點位，并逐步進行區(qū)域優(yōu)化，在上風向、臭氧高值區(qū)、VOCs高濃度點、下風向布設形成4 類點位。

除了考慮人口聚集的城市區(qū)域點位，建議針對企業(yè)聚集集中、污染物排放負荷較高的工業(yè)園區(qū)，包括各類涉VOCs園區(qū)，加強周邊敏感點的監(jiān)測布點。采樣位置應符合國家相關(guān)空氣采樣規(guī)范的要求，避免周邊工廠、加油站、實驗室、餐飲油煙等VOCs排放源的干擾，監(jiān)測期間禁止對站房進行粉刷、鋪設防水瀝青等操作。

問：目前地方在開展VOCs監(jiān)測時存在哪些不足？您對此有哪些建議？

答：VOCs 監(jiān)測較常規(guī)污染物來說更加復雜，對實驗室的儀器配置有較高要求。比如，在監(jiān)測環(huán)境空氣中的VOCs物質(zhì)時，實驗室需具備預冷凍濃縮前處理設備；要實現(xiàn)乙烯、乙炔、丙烷等低碳VOCs的測定，實驗室的常規(guī)GC/MS 需增配FID 檢測器、中心切割裝置或冷柱溫箱等輔助設備。但是，目前很多地市級監(jiān)測站不具備這些硬件條件。

同時，監(jiān)測人員能力還有待提升。VOCs濃度范圍變化大、活性差異顯著、成分復雜、種類多，難以采用一種方法對所有化學物質(zhì)進行準確監(jiān)測。針對VOCs 不同物種的大氣化學作用、人體健康效應等不同監(jiān)測目的，需要以相應的專業(yè)能力選擇不同的監(jiān)測技術(shù)和方法。

目前，省級及大部分地市級環(huán)境監(jiān)測站已具備一定的大氣VOCs實驗室監(jiān)測能力，監(jiān)測的VOCs種類從20余種到100 余種不等。其中，對非甲烷總烴、苯系物、鹵代烴的測試能力為普遍，對硫醇硫醚、醛酮等種類的VOCs同時測定有所開展，但是對臭氧前體物中低沸點的VOCs（如乙烯、乙炔等）監(jiān)測能力不足。

因此，各地管理部門應加以重視，加強監(jiān)督指導，為VOCs監(jiān)測工作提供組織和資源保障，將任務分解落實至責任部門和單位。指導督促排污單位落實自行監(jiān)測主體責任，將VOCs納入監(jiān)測范圍并進行信息公開。同時，開展抽測抽查，規(guī)范排污單位自行監(jiān)測行為。加強VOCs執(zhí)法監(jiān)測能力建設，從人員培訓、監(jiān)測用房和設備經(jīng)費等方面切實加強保障、投入，提高各級生態(tài)環(huán)境管理部門的污染源VOCs執(zhí)法監(jiān)測能力。

VOCs監(jiān)測應按照相關(guān)標準、規(guī)范開展，從儀器選型、安裝調(diào)試驗收、日常運行維護、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)審核全流程做好管理，并建立相應的質(zhì)量體系，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準確可靠?；赩OCs監(jiān)測數(shù)據(jù)做好分析應用工作，分析本地臭氧污染的主控因子，篩選VOCs關(guān)鍵影響活性成分，識別來源，讓監(jiān)測數(shù)據(jù)更好地為環(huán)境管理工作提供支撐。

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