揮發(fā)性有機(jī)物是一類重要的環(huán)境污染物,，長時(shí)間攝入會(huì)有致癌、致畸,、致突變的危害。此外,，VOCs為臭氧和二次有機(jī)顆粒物（SOA）生成的主要前體物,，具有較強(qiáng)的光化學(xué)反應(yīng)活性，可引發(fā)城市光化學(xué)煙霧,。據(jù)研究表明,，中國的排放主要來源交通、工業(yè)和生物質(zhì)燃燒三大部門,，而中國工業(yè)固定污染源的VOCs排放總量將呈現(xiàn)大幅度增長的趨勢,。為了控制固定污染源VOCs排放，保護(hù)環(huán)境,，保障人體健康,，我國逐步將VOCs控制納入大氣污染物控制體系，逐漸建立和不斷完善排放標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理辦法,。

　　固定污染源VOCs監(jiān)測技術(shù)

　　VOCs 常見的分析方法包括氣相色譜（GC）,、氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）、高效液相色譜法（HPLC）,、熒光分光光度法,、傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）等，此外還有反射干涉光譜法,、離線超臨界流體萃取 GC-MS 法和脈沖放電檢測器法等，其中應(yīng)用最多的是 GC 和 GC-MS 法,。

　　1. GC–FID 氫火焰離子化法

　　3.1.1 檢測原理：被監(jiān)測VOCs 氣體在流經(jīng) H2 與空氣的高溫氫火焰中燃燒時(shí),，發(fā)生高溫電離，反應(yīng)產(chǎn)生的電子在電場的作用下被收集,，形成微弱的電離電流,，電流強(qiáng)度與被測組分的濃度成正比，從而對待測樣品 VOCs 進(jìn)行判斷,。該技術(shù)對于各類組分的 VOCs 氣體都能響應(yīng),，尤其對碳?xì)浠蛱紦]發(fā)性有機(jī)物具有極高的靈敏度，因而多用于此類 VOCs 廢氣的監(jiān)測中,。但 FID 體積及重量通常較大,，且須 H2 作為輔助而危險(xiǎn)性高，且 VOCs 廢氣中的氣態(tài)水,、O2 以及 N,、O 以及鹵素原子等的存在往往會(huì)使監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)誤差。

　　3.1.2 工作原理：采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣,，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵,，伴隨管線高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝，溫壓流用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的溫度,、壓力和流速,。溫度儀用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的濕度,，控制機(jī)柜內(nèi)置控制單元，工控機(jī),、加熱盒,、高溫泵等。標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表,，零氣發(fā)生器,、氫氣發(fā)生器、高純氮?dú)馄刻峁庠??？諌簷C(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，用于對伴熱管線,、采樣探頭,、溫壓流進(jìn)行定期反吹。

　　1.1檢測范圍：監(jiān)測廢氣中的甲烷,、總烴,、非甲烷總烴、低碳酵酮,、苯系物（苯,、甲苯、二甲苯,、乙苯,、異丙苯等）和部分鹵代烴類等氣體有機(jī)污染物，以及廢氣的濕度,、溫度,、 壓力、流速等參數(shù),。

　　1.2 特點(diǎn)與特色：

　　1.氣相色譜/火焰離子化檢測法（GC+FID）是國際公認(rèn)的 VOCs 檢測標(biāo)準(zhǔn)方法,。具有高精確度，高靈敏度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn),，運(yùn)行穩(wěn)定可靠,，維護(hù)簡便，適合復(fù)雜苛刻環(huán)境條件的工業(yè)廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物的在線分析和監(jiān)測,；

　　2.系統(tǒng)可監(jiān)測總烴,、非甲烷總烴、苯系物,、酮類,、烯烴、醇類等多種有機(jī)廢氣，可滿足不同客戶的監(jiān)測需求,；

　　3.FID 檢測器具有自動(dòng)點(diǎn)火功能,，火焰熄滅后自動(dòng)點(diǎn)火，安全可靠,，超溫自動(dòng)保護(hù)功能,， 避免器件的損壞，可靠穩(wěn)定的色譜部件和氣路設(shè)計(jì),。使用經(jīng) Silcosteel 處理氣路管路,，大大降低了氣體樣品在管壁內(nèi)的吸附殘留。

　　1.4 應(yīng)用范圍：

　　石油煉制與石油化學(xué),、醫(yī)藥制造,、涂料與油墨制造、橡膠制品制造,、塑料制品制造,、黑色金屬冶煉、電子工業(yè),、印刷行業(yè),、汽車表面涂裝、家具表面涂裝,、其他 表面涂裝,、其他 VOCs 排放行業(yè)。

　　2.氣相色譜/火焰光度檢測器法（GC+FPD）

　　2.1 FPD 檢測機(jī)理

　　FPD 是根據(jù)硫,、磷化物在富氫火焰中燃燒時(shí),，發(fā)射出波長分別為 394nm 和 526nm 特征光的原理而制成的，它主要利用以下 3 個(gè)條件來達(dá)到檢測之目的,。

　　富氫火焰：檢測器中有富氫火焰存在，為含硫,、磷的有機(jī)化合物提供了燃燒和激發(fā)的 基本條件,。

　　特征波長：樣品在富氫火焰中燃燒時(shí)，含硫有機(jī)物和含磷有機(jī)物能發(fā)射出其特有波長的特征光,。

　　光電轉(zhuǎn)換：檢測器設(shè)有濾光片和光電倍增管,，通過濾光片選擇后光電倍增管把光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

　　2.2 基本構(gòu)造

　　FPD 主要由火焰噴嘴,、濾光片和光電倍增管等三部分所組成,，其燃燒室與氫焰檢測器燃燒室的構(gòu)造很相似，若經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)并在噴嘴上方加裝收集極,，也許又可作氫焰檢測器使用,。

　　FPD系統(tǒng)示意圖

　　2.3檢測過程

　　FPD 的檢測過程如下：GC 柱后流出的載氣與空氣和氫氣混合后經(jīng)噴嘴流出，在噴嘴上燃燒。當(dāng)柱后流出的樣品組分與載氣一道進(jìn)入此富氫火焰燃燒時(shí),，硫,、磷化合物發(fā)出其特征光。 含磷有機(jī)物以 HPO 碎片的形式發(fā)射其特征光,，含硫有機(jī)物以激發(fā)態(tài) S2 分子的形式發(fā)射其特征光,。磷化物用 526nm 的濾光片進(jìn)行選擇；硫化物可用 394nm 或 384nm 的濾光片進(jìn)行選擇,。光電倍增管把所濾過的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào),，此電信送至微電流放大器放大后輸至記錄設(shè)備（記錄儀、色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)或色譜工作站等）,，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,、圖象顯示、打印圖譜和打印分析結(jié)果等,。

　　2.4 特點(diǎn)與特征

　　FPD 屬于專用型微分檢測器,，對含硫、磷的化合物有很高的靈敏度,。FPD 的最小檢出量達(dá) 10-11g,，線性范圍：有機(jī)磷可達(dá) 104；硫化物則不是線性關(guān)系,，用雙對數(shù)作圖其線性范圍為 102,。

　　FPD 必須是富氫火焰，氧氣與氫氣流速之比在 0.2～0.5 范圍可獲得高靈敏度,。

　　各種氣體的實(shí)用流速,、溫度對檢測靈敏度影響較大。例如測磷測時(shí)流速：氫氣 160～180mL/min,，空氣 150～200 mL/min,，氮?dú)?40～80mL/min；測硫時(shí)流速：氮?dú)饬魉贋?90～100 mL/min 時(shí)其靈敏度較高,；檢測室過高使測硫時(shí)檢測靈敏度下降,。實(shí)用流速與儀器型號(hào)、樣品種類以及其他操作條件和分析要求等有關(guān),，故應(yīng)根據(jù)具體情況來確定它們的流速,。

　　氣相色譜/火焰光度檢測器法在石油化工、環(huán)境保護(hù),、食品衛(wèi)生,、生物化學(xué)等分析領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

　　3.氣相色譜光離子化（GC-PID）分析法

　　3.1 工作原理：

　　PID （光電離檢測器）由紫外燈光源和離子室等主要部分構(gòu)成,，在離子室有正負(fù)電極,，形成電場,，紫外燈產(chǎn)生高能紫外光。有機(jī)氣體流入測量池（離子室）后,，在紫外光源的激發(fā)下 會(huì)離子化,，被離子化的微粒“碎片”帶有正負(fù)電荷,，從而在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電流信號(hào),，該電流與氣體濃度線性相關(guān)根據(jù)待測氣體濃度與電流信號(hào)的線性關(guān)系計(jì)算得出待測氣體濃度。PID 是一種非破壞性檢測器,，離子被檢測后可重新復(fù)合成為原來的氣體分子,。PID 檢測器響應(yīng)快、靈敏度高且無須 H2,、空氣做輔助,，同時(shí)攜帶較為方便，因而在現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測,、室內(nèi)監(jiān)測以及危險(xiǎn)氣體預(yù)警等方面十分適用,。但受紫外燈能量的限制，使得部分種類的VOCs 氣體（例如短鏈烷烴類）的響應(yīng)慢,，甚至檢測不到,。

　　氣相色譜（GC）一般由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng),、分離系統(tǒng),、溫控系統(tǒng)、檢測記錄系統(tǒng)組成,。色譜柱是組分能否分開的關(guān)鍵,；色譜柱按照柱內(nèi)徑的大小和長度，可分為填充柱和毛細(xì) 管柱,。填充柱的內(nèi)徑在 2～4mm,，長度為 1～10m 左右，毛細(xì)管柱內(nèi)徑在 0.2～0.5mm,，長度一般在 25～100m,。分離后組分能否鑒定出來則在于檢測器，所以分離系統(tǒng)和檢測記錄系統(tǒng)是 GC 儀器的核心,。

　　根據(jù)VOCs 組分的不同，采用氣相色譜色譜柱可有效分離 VOCs 氣體成分,，分離后的氣體分子由PID 檢測器檢測,，以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)組分的監(jiān)測與分析。待測 VOCs 氣體經(jīng)過 PID 后所產(chǎn)生的電信號(hào)輸出到記錄儀器,，并得到峰面積與有機(jī)化合物質(zhì)量呈正比的色譜圖,，然后通過色譜圖對待測VOCs 廢氣開展定性與定量分析,。

　　GC-PID 技術(shù)，采用超過 120℃的高溫全程伴熱進(jìn)行樣品的采集與傳輸,，并采用抗腐蝕性能強(qiáng)和惰性材料,，從而大大減少了樣品傳輸過程中的吸附現(xiàn)象，其對于揮發(fā)性有機(jī)物廢氣 檢測的可選擇性強(qiáng),、靈敏度高,，且操作起來較為便捷，測量結(jié)果較為穩(wěn)定,、可靠,，并能實(shí)現(xiàn)對多個(gè)組分的同時(shí)測量，因而得到了廣泛的應(yīng)用,。

　　GC-PID 工作原理

　　3.2 技術(shù)參數(shù)

　　1.英國 PID-AH 傳感器技術(shù)參數(shù)

　　分辨率：1ppb,；

　　靈敏度：＞20mv/ppb；

　　測量氣體：電離電勢<9.6eV,<10.6eV,<11.7eV 的 VOCs

　　監(jiān)測范圍：PID-AH:1ppb～50ppb（異丁烯）,，高靈敏度

　　供電電壓：3.2～3.6VDC

　　輸出信號(hào)：Offset Voltage to Vmax（Vmax = Vsuppply-0.1v）

　　功耗：27mA 典型值（浪涌電流 112mA<0.2s）

　　響應(yīng)時(shí)間：T90<3s（擴(kuò)散模式）

　　溫度范圍：-40℃～55℃,；濕度范圍：0～95%RH（無凝結(jié)） 使用壽命：5 年（不含燈泡和柵極）

　　響應(yīng)時(shí)間：在自由擴(kuò)散情況下<3s 2.

　　便攜式監(jiān)測儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)

　　可檢測：苯，甲苯,，二甲苯,，苯乙烯等（可擴(kuò)展其他氣體）

　　離子化：標(biāo)準(zhǔn)UV 燈（10.6 eV） 靈敏度：0.5 ppb（以苯計(jì)）

　　濕度：0-90% RH

　　數(shù)據(jù)輸出：集成 GUI、4-20mA（模擬）,、RS-232（可選）,、RS-458（可選）、USB（可選）,、LAN/WLAN（可選）

　　功率：100V-240V/50-60Hz

　　鋰電池續(xù)航時(shí)間：大于 8 小時(shí)載氣：無需載氣

　　儀器尺寸（L*W*H：mm）：280*100*280

　　重量（kg） 7

　　使用溫度（℃）：-10~50

　　同時(shí),，工采網(wǎng)提供各種量程的PID傳感器可供客戶選擇：PID-AH5,，PID-AR5,，PID-AY5，PID-A15,，PID-AH,，PID-A1，具體如下：

　　pid傳感器

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