便攜式揮發(fā)性**物檢測技術(shù)與檢測設(shè)備現(xiàn)狀分析

時(shí)間：2020-03-27作者：華電智控（北京）技術(shù)有限公司瀏覽：251

一、引言

      隨著國家對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量管控力度的加大，揮發(fā)性**物監(jiān)測與管控成為了十三五中后期環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域較熱門的詞匯。越來越多的企業(yè)、監(jiān)測站按照政策規(guī)劃要求逐步安裝在線監(jiān)測設(shè)備。目前在線監(jiān)測設(shè)備同傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果出入較大，在線設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性備受質(zhì)疑。檢測公司、治理公司、環(huán)境管理部門在檢測比對(duì)、治理評(píng)估、督查及應(yīng)急等的工作過程中，亟需一款滿足使用者需求的便攜式揮發(fā)性**物分析儀。目前市場上便攜式揮發(fā)性**物檢測設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用也隨著需求逐步增加。本文就目前市面上已有的便攜式揮發(fā)性**物檢測設(shè)備的技術(shù)原理及主要設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，可為需求者提供技術(shù)參考。




二、便攜式設(shè)備監(jiān)測技術(shù)

      目前便攜式檢測技術(shù)均來源于實(shí)驗(yàn)室離線技術(shù)，在使用相同的技術(shù)原理的情況下，通過創(chuàng)新的集成和優(yōu)化技術(shù)，將原有重量體積較大的離線設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)楸銛y式的檢測設(shè)備。目前常用的揮發(fā)性**物的監(jiān)測技術(shù)主要有GC-FID（氣相色譜+氫離子火焰監(jiān)測器）、催化+FID（催化轉(zhuǎn)化+氫離子火焰監(jiān)測器）、GC-PID（氣相色譜+光離子化監(jiān)測器）、GC-MS（氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用）、FTIR（傅里葉變換紅外吸收光譜）、UV-DOAS（紫外差分吸收光譜）、PID（光離子化檢測器）以及電化學(xué)（電化學(xué)傳感器）的方式，幾種技術(shù)簡要描述見表1。

      GC-FID因其靈敏度高、線性好、測量范圍廣泛，是目前使用較廣泛的揮發(fā)性**物檢測技術(shù)，也是國內(nèi)外揮發(fā)性**物檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中普遍推薦的方法。我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《環(huán)境空氣和廢氣便攜式總烴甲烷和非甲烷總烴監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法》（簡稱HJ 1012）也推薦使用該方法。因技術(shù)原理的普遍適用性，市面上大多數(shù)的便攜式揮發(fā)性**物檢測設(shè)備均采用該方法原理，僅在檢測對(duì)象方面略有差異。如華電智控的GC 4310便攜式氣相色譜儀、Honeywell Aura FS1便攜式固定污染源甲烷/非甲烷總烴監(jiān)測儀等。




      催化+FID的監(jiān)測方法，在利用FID檢測器的靈敏度的條件下，通過使用催化轉(zhuǎn)化的方式，用以檢測非甲烷總烴總烴的濃度。該技術(shù)也是國內(nèi)外一些標(biāo)準(zhǔn)推薦的**物監(jiān)測方法，如歐盟的《固定源排放源煙氣總**碳的測定-連續(xù)氫火焰離子檢測器法》（EU 12619:2013）。我國的一些便攜式揮發(fā)性**物監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如HJ 1012, 北京市《固定污染源廢氣甲烷總烴非甲烷總烴的測定便攜式氫火焰離子化檢測器法》（DB11/T 1367）也推薦使用該方法。目前采用該原理技術(shù)的便攜設(shè)備多為進(jìn)口設(shè)備，如意大利Pollution的PF-300、英國Signal的Model 3010。采用該原理的便攜設(shè)備檢測非甲烷總烴需采用甲烷切割器，將總烴和甲烷分別監(jiān)測出結(jié)果后通過計(jì)算得出非甲烷總烴的濃度。




      GC-PID的方法，通過氣相色譜與PID檢測器的結(jié)合，可用來監(jiān)測多種揮發(fā)性**物。該方法充分利用了氣相色譜法的分離作用，同時(shí)利用PID檢測器的高靈敏度和低檢出限，可用于樣品濃度較低的組分檢測。由于使用PID檢測器替代了常用的FID檢測器，結(jié)構(gòu)上較加簡單，分析周期較短，運(yùn)維成本較低。但該技術(shù)原理因PID對(duì)甲烷無響應(yīng)，因此不能監(jiān)測甲烷和非甲烷總烴，只能檢測總揮發(fā)性**物（TVOC）和特征組分，目前在便攜設(shè)備上的應(yīng)用較少，僅在一些環(huán)境空氣特征組分監(jiān)測方面有少量應(yīng)用。




      GC-MS是國內(nèi)外揮發(fā)性**物離線檢測的主要推薦方法。一方面結(jié)合了氣相色譜法的分離與定量，另一方面結(jié)合了質(zhì)譜法的定性分析，是目前分析揮發(fā)性**物技術(shù)中較全面的分析方法。常用的質(zhì)譜分析器有飛行之間質(zhì)量分析器(TOF-MS)、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)分析器（PTR-MS）、四級(jí)桿質(zhì)量分析器（Q-MS）離子阱質(zhì)量分析器（Ion trap-MS）等。GC-MS技術(shù)在在線揮發(fā)性**物監(jiān)測方面有比較廣泛的應(yīng)用，特別在環(huán)境空氣痕量未知?dú)怏w分析方面的應(yīng)用較多，國內(nèi)多數(shù)環(huán)境空氣監(jiān)測站均使用該技術(shù)的設(shè)備。然而該技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成便攜設(shè)備難度大，因此國內(nèi)外鮮有使用此技術(shù)的便攜設(shè)備。目前便攜質(zhì)譜技術(shù)在揮發(fā)性**物監(jiān)測方面有一定應(yīng)用，但因?yàn)槌杀驹蛞约岸糠矫娴牟蛔?，?yīng)用也非常少。




      催化＋NDIR是新興的一種分析方法，是通過間接分析**物轉(zhuǎn)化成CO2的濃度反推樣氣中**物的濃度。NDIR技術(shù)比較成熟，在氣體分析領(lǐng)域，如CEMS監(jiān)測領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但在揮發(fā)性**物檢測方面應(yīng)用較少。國外的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支持使用催化轉(zhuǎn)化＋NDIR技術(shù)原理檢測揮發(fā)性**物，如**標(biāo)準(zhǔn)化組織《固定源廢氣非燃燒工藝總揮發(fā)性**物的測定-非色散紅外結(jié)合催化轉(zhuǎn)化法》（ISO 13199:2012）。采用該技術(shù)原理的設(shè)備組成和成本較催化＋FID低，日本DKK公司的GIV-200型揮發(fā)性**物監(jiān)測儀采用該技術(shù)原理。除受催化模塊的影響外， NDIR檢測技術(shù)仍然受水或其它組分的影響，因此采用該技術(shù)原理的便攜設(shè)備數(shù)量不多。




      FTIR具有分析速度快，定性功能強(qiáng)，操作簡單，維護(hù)量小的特點(diǎn)，是國內(nèi)外的一些污染物監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)中的推薦方法。我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《環(huán)境空氣和廢氣 揮發(fā)性**物組分便攜式傅里葉紅外監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法》（HJ 1011-2018），對(duì)使用該技術(shù)原理的檢測設(shè)備提出了明確的要求。FTIR技術(shù)成熟，可用于**和無機(jī)物的檢測，特別針對(duì)一些特異性的氣體物質(zhì)有非常好的響應(yīng)，制作成便攜難度相對(duì)較低。但該儀器受光譜干擾影響，難以對(duì)復(fù)雜環(huán)境氣體準(zhǔn)確定性定量，此外，樣品中如水分過高會(huì)對(duì)測試結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，對(duì)于低濃度環(huán)境樣品的定性和定量準(zhǔn)確性不高。




      UV-DOAS可同時(shí)對(duì)無機(jī)氣體和**氣體進(jìn)行定性和定量分析，測量精度高。同NDIR、FTIR方法相比，穩(wěn)定性較高，抗干擾能力強(qiáng)，不受水分影響，目前已逐步在煙氣分析領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域特別是環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用，也是國外煙氣監(jiān)測領(lǐng)域的推薦性技術(shù)。如美國Cerex UV Hound便攜式多組分氣體分析儀，可對(duì)二十多種氣體進(jìn)行定量分析。目前該技術(shù)的進(jìn)口設(shè)備為數(shù)不多，價(jià)格高，而國產(chǎn)設(shè)備目前還處于研發(fā)測試階段，主要在區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測有所應(yīng)用。




      PID傳感器技術(shù)具有響應(yīng)時(shí)間快，檢出限低，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低廉等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，在線監(jiān)測設(shè)備、手持式報(bào)警等領(lǐng)域，多用于泄露監(jiān)測、報(bào)警監(jiān)測。由于PID傳感器對(duì)溫度、濕度較為敏感，只能測定總揮發(fā)性**物，因此其應(yīng)用領(lǐng)域相比于其它技術(shù)，應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。

電化學(xué)傳感器技術(shù)是成熟的檢測技術(shù)，響應(yīng)時(shí)間快，成本低、體積小，可跟PID或多個(gè)電化學(xué)傳感器組合使用，被廣泛應(yīng)用于污染物監(jiān)測方面，特別針對(duì)特異性污染物監(jiān)測。由于檢出限高，且受干擾影響較大，因此尚不能應(yīng)用于對(duì)檢測結(jié)果要求較高的場合，多用于特征性污染物的報(bào)警。




三、典型便攜儀器介紹

① 華電智控GC 4310便攜式氣相色譜儀

      設(shè)備采用GC-FID的檢測原理，可同時(shí)檢測非甲烷總烴、苯系物及根據(jù)需求確定的定制組分。設(shè)備符合我國《固定污染源中非甲烷總烴的測定氣相色譜法》（HJ 38），HJ 1012標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)備采用3色譜柱雙多通閥設(shè)計(jì)，自帶內(nèi)部反吹功能，可使非甲烷總烴的分析周期在2min以內(nèi)，苯系物分析周期在5min以內(nèi)。設(shè)備通過使用EPC分別控制載氣、助燃?xì)夂蜌錃獾牧髁浚哂休^高的控制精度；內(nèi)置電池供電，同時(shí)支持外接市電供電，內(nèi)置載氣瓶、氫氣瓶，氣瓶使用時(shí)間可滿足8小時(shí)的使用。內(nèi)置打印機(jī)，可現(xiàn)場打印監(jiān)測數(shù)據(jù)。全部設(shè)備重量不**過15kg。GC 4310從外觀設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)上，可滿足目前便攜式揮發(fā)性**物的檢測需求，可用于固定源及環(huán)境空氣的揮發(fā)性**物檢測。




② 意大利Pollution PF-300便攜式非甲烷總烴監(jiān)測儀

      設(shè)備采用催化＋FID的檢測原理，通過配合甲烷切割器，可用于非甲烷總烴的檢測。該設(shè)備內(nèi)置標(biāo)氣、載氣和零氣，響應(yīng)時(shí)間快速。該設(shè)備通過了防爆資格認(rèn)證，可在防爆區(qū)使用。此外催化+FID的方法原理，雖然符合HJ 1012的技術(shù)要求，但不符合HJ 38關(guān)于非甲烷總烴的檢測分析標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上影響了使用的范圍。




③ 日本DKK GIV-200揮發(fā)性**物檢測儀

      設(shè)備采用催化＋NDIR的測量原理，通過使用觸媒酸化催化轉(zhuǎn)化模塊，可用于總揮發(fā)性**物的檢測。設(shè)備體積小，重量輕，便攜檢測方便，響應(yīng)時(shí)間T90小于120s。該設(shè)備預(yù)熱時(shí)間30min，可在0-40℃的范圍內(nèi)使用。由于只能檢測總烴，且無國家標(biāo)準(zhǔn)的支持，在我國的應(yīng)用較少。




四、結(jié)論與建議

      我國空氣污染問題尚未得到有效控制，目前VOCs的管控和治理在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，將是我國環(huán)境污染治理的重點(diǎn)工作。雖然已有一些地方政策要求安裝VOCs在線監(jiān)測裝置，但VOCs在線監(jiān)測管控仍需要較長時(shí)間完成。便攜式揮發(fā)性**物檢測技術(shù)將在VOCs在線設(shè)備檢驗(yàn)驗(yàn)收，VOC排放抽檢、應(yīng)急檢測、執(zhí)法檢測中發(fā)揮重要的作用。目前我國的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系正逐步建立，研發(fā)并應(yīng)用滿足國家標(biāo)準(zhǔn)、滿足防爆使用條件的便攜設(shè)備將成為未來便攜揮發(fā)性**物檢測領(lǐng)域的重要方向。同進(jìn)口設(shè)備相比，國產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量和技術(shù)水平尚存在差距。加快便攜式揮發(fā)性**物監(jiān)測儀的應(yīng)用研究和技術(shù)規(guī)范研究，提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，提升設(shè)備的便攜性，將為VOCs管控提供有力的技術(shù)支持。








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• 詞條

  詞條說明

• HM4210-TR-N煙氣濕度儀的特點(diǎn)是什么？

  HM4210-TR-N煙氣濕度儀的特點(diǎn)是什么？功能特點(diǎn)：1. 采用原裝進(jìn)口傳感器芯片，能有效保證儀器精度和使用壽命;2. 采用金屬燒結(jié)過濾器，過濾精度高;3. 自帶溫度補(bǔ)償功能，減少溫度變化對(duì)濕度測量精度的影響;4. 模塊化設(shè)計(jì)，方便維護(hù)維修;5. 操作簡單，使用壽命長，易維護(hù);6. 體積濕度、質(zhì)量濕度、相對(duì)濕度、高溫露點(diǎn)四種顯示方式隨意切換;7. 采用SIT創(chuàng)新傳感器技術(shù)，具有線性好、響應(yīng)速度快

• 企業(yè)介紹

  華電智控成立于2014年，公司致力于智能化廢氣污染監(jiān)測儀器儀表領(lǐng)域，從事VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)和機(jī)動(dòng)車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、銷售、服務(wù)。公司以做較智能化的在線監(jiān)測儀器為使命，從智能儀器、遠(yuǎn)程運(yùn)維、數(shù)據(jù)云平臺(tái)、微信報(bào)警云平臺(tái)等方面進(jìn)行創(chuàng)新突破。公司以專業(yè)博士為帶頭人，聚集了一批環(huán)境工程、激光光學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)領(lǐng)域的博士、碩士研究生人才。 公司目前已獲得ISO9001、ISO14001、IS

• 企業(yè)文化

  企業(yè)使命：做較智能化的在線監(jiān)測儀器企業(yè)定位：中國良好的智能化在線監(jiān)測儀器產(chǎn)品與解決方案提供商企業(yè)精神：專業(yè)? ? ?專心? ? ?專注企業(yè)**觀：智能儀器制勝未來

• DC4210-N動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀的參數(shù)

  DC4210-N動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)儀的參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：1. 環(huán)境溫度：5℃~50℃2. 精度保證溫度：15~35℃3. 相對(duì)濕度：<85%RH4. 電源：AC220V±22V,50Hz5. 外形尺寸：標(biāo)準(zhǔn)4U結(jié)構(gòu)6. 重量：6Kg7. 響應(yīng)時(shí)間：10s8. 稀釋比例：1:1000(可擴(kuò)展)9. 精度：±1.0%S.P.( ≥30%F.S.)9. ±0.3% F.S. ( <30%F.S.)10.