非甲烷总烃在线监测在VOCs监测中的实践

张 夏 王佑臣 罗 鸿 裴福霞

（四川省成都生态环境监测中心站 四川成都 610000）

引言

当前在城市化发展的过程中，对于一些一线城市来说大气挥发性有机物排放已逐渐影响环境质量，尤其对于珠江三角洲、长江三角洲等地区来说，VOCs 浓度较高已成为影响当地空气质量的关键因素，给居民以及外界环境带来不利影响，并且对这一范围内的空气质量和环境质量影响也是比较大的。由于VOC 种类较多，在测量过程中方法复杂，成本高，很难针对VOCs 总量进行测试普及，在日常监测中监测因子可利用非甲烷总烃用于VOCs 的评价。

1 NMHC 和VOCs 的定义

1.1 NMHC的定义

非甲烷总烃主要包含除甲烷之外其余可挥发碳氢化合物，包括碳二到碳八等化合物，当大气中非甲烷总烃浓度高一定含量时不仅对人体产生不利影响，同时在处于特定条件下，经白光照射会形成化学烟雾，对人类和外界环境都是不利的。当前空气和工业废气所排放的非甲烷总烃可利用气相色谱测定，一般采用色谱柱单离子火焰或双柱双离子火焰进行检测，能够分别进行总烃以及甲烷含量的测定，两者之差即非甲烷总烃含量。

1.2 VOCs的定义

世界上对与VOCs 的定义有许多，结合世界卫生组织给出的可挥发性有机物含义，即在常温常压下以空气存在，其沸点达到50～260℃，是一种饱和蒸汽压为133.3 帕以上的化合物。但针对其定义还明确规定，甲醛不属于VOC 的界定范围。对于VOCs 的概念美国指出是除含一氧化碳，二氧化碳等化合物之外能够在大气发生光化反应并参与碳化合物形成，在常温常压下可挥发的一些有机化合物[1]。

2 非甲烷总烃在线监测系统对于环保的意义

在我国社会经济的快速发展期间，环境污染问题成为人们关注的焦点与话题，也成为人民幸福指数的重要指标。目前在对样品进行检验期间，需要有一个从现场到实验室的过程，对于监测来说具有一定滞后性，也就会让监测结果出现一定偏差，难以满足实际需求。环境中各类污染物排放比较严重，比如空气、固定污染物等的排放，对环境及我国环保事业造成极大影响，所以需要对VOCs 的排放浓度与排放量进行及时了解，这样才能具有针对性的开展环保工作。

2.1 确保环保事业的可持续性

同时，在环境执法检测和应急监测中，为了对污染的数据及相关结果进行及时、精准的获取，这样才能及时、便捷采取一定的措施予以处理，并且能够对VOCs 快速、高效、定量监测，为环保工作的开展提供支持。非甲烷总烃在线监测系统是时代发展的产物，也是我国环保事业发展的创新源与动力，在对VOCs 的排放进行监测与控制过程中，能够为环保事业提供基础与保障，确保环保工作开展的高效性与可靠性。

2.2 满足“绿色青山就是金山银山”的要求

在“绿水青山就是金山银山”的倡导下，该系统的出现意味着环保事业进入了科技引领阶段，也是我国迈向环境友好型发展阶段的重要一步。利用非甲烷总烃在线监测系统具有重要的生态效益，得益于其在VOCs 监测中的效果，可以及时发现污染物VOCs，并及时针对监测结果，制定可行的应对方案予以处理，确保环保工作开展的整体效果。同时，技术创新在于实践，将其运用到环境保护中，需要加大对非甲烷总烃在线监测系统的创新与应用，促使环保事业的现代化发展[2]。

2.3 加强大气保护

这些年制约我国可持续发展的一个重要问题就是环境问题，大气污染是环境问题的重要一项，因此在环境保护期间，需要关注大气污染问题。大气污染与VOCs 的排放有直接关系，所以需要做好VOCs 的有效监测，及时发现大气中VOCs 的含量。在监测时，环保部门需要利用非甲烷总烃在线监测系统，对VOCs 进行高效监测，确保大气保护的高效性与可靠性。

2.4 完善我国环保体系

我国环保事业在新时期依然面临着巨大挑战，尤其是社会经济快速发展过程中，环境污染问题已经成为全社会关注的重点问题。因此环保事业也需与时俱进，将科技引入环保工作中，加强环境监测的可靠性，及时了解环境污染问题。在网格化环境监测过程中，环保体系在完善过程中，需要针对不同区域的实际情况，布设监测点，及时了解当地的污染情况，加强对污染企业的管控，降低对环境产生的污染。所以非甲烷总烃在线监测系统的应用，不仅是一次科技上的进步，更是我国环保体系完善的重要一步。

2.5 提升环境监测质量与效率

环境监测工作一直是环保工作开展的重点与难点，在实际操作过程中由于监测质量较低，无法为环保工作的开展提供可靠参考，严重制约环保工作的有序开展。但是非甲烷总烃在线监测系统的实践，能有效提升环境监测质量与效率，为环保工作的开展提供准确的数据信息，确保环保工作的高质量开展。

3 NMHC 在线监测系统介绍

3.1 系统的组成

NMHC 在线监测系统是由多个数据采集系统构成的，包括烟尘计、气相色谱仪、温度、压力检测仪，污染源检测仪等，具体的原理图如图1。

图1 NMHC在线自动监测系统结构示意

这个系统可以实时的而且连续地对污染源中的NMHC 进行测量，能够用于NMHC 浓度的测定，同时并用标准气样可通过手动求法进行仪器在线校准和检测，确保系统能够实现稳定运行，保障数据的准确性。

3.2 在污染源VOCs监测中的应用

在样品分析过程中，选择1 号污染源样品开展第1 次分析，具体图谱如下。根据该图谱可以发现总烃为1 号色谱峰，甲烷为2 号色谱峰，利用软件处理显示总烃和甲烷、NMHC 的含量分别为109.477，34.5355，74.9415mg/m3。系统重复性验证主要是验证该系统测定的重复性和准确性，针对1 号样品开展6 次重复测定，具体结果如表1 所示。根据该表，其中甲烷、总烃以及NMHC相对标准偏差分别为0.584%，0.291%和0.124%。

表1 1#样品分析重复性统计结果

此外，根据技术要求有关规定，非甲烷总烃线性误差、量程漂移和零点可满足相关需求。通过将在线监测系统所获得的数据与手工采样样品监测结果进行比较，如表2 所示。

表2 在线监测系统所获得的数据与手工采样样品监测结果比较

结果发现，利用手工方法测定时其结果无法满足相关标准需求，并且监测结果有一定程度降低，主要是由于样品在储存和运输中存在损失，而采用非甲烷总烃在线监测系统进行监测时，其结果满足相关技术要求[3]。在线比对监测时，采用非甲烷总烃在线监测系统能够有效避免样品在储存运输中产生的变化，可适用于固体污染源VOCs 的监测。

4 监测的方法和原理

4.1 监测方法

针对VOC，在监测方法上采用气象色谱-质谱联用以及质子转移电离-质谱法，设备成本较高。为能够实现对工业废气中VOC 排放监测，考虑经济可行性和广泛推广应用的基础上，深入探究了非甲烷总烃在线监测系统，利用该系统能够实现高性能稳定监测。该系统采用GC-FID 技术，其能够广泛应用于采矿业，石油，化工等多个行业中。

4.2 实验原理

六通进样阀双色谱柱法：样品经六通阀进样，分别在甲烷柱和总烃柱上测得进行甲烷以及总烃含量的测定，NMHC 的含量是上述两者的差值，利用其除氢空气可用于样品替代并检测，在总烃柱中氧的响应值扣除样品氧本身对于测定总烃产生的干扰性，可利用气相色谱仪进行测定，其中甲烷柱中主要填充不锈钢填充柱，其参数为60～80 目，长2 米、内径3.2 毫米，在总烃柱中采用硅烷化玻璃为主，其参数为60～80 目，其中不锈钢填充柱参数同上。

结语

通过对样品进行分析以及方法验证，总烃甲烷NMHC 的相对标准偏差分别为0.3%，0.6%，0.1%，进一步证明NMHC 在线监测系统稳定性强，其所采用的检测方法能获得准确数据分析，速度快，具有良好重复性，能够针对污染源气体NMHC 含量进行有效测定，能够实时监测可挥发性有机物的排放量。针对不同厂矿所排放的挥发性有机物其物质含量不同，因此针对挥发性有机物的含量具体分析以及分类监测还需要后续开展深入探究。