VOCs走航监测技术在溯源中的应用

VOCs走航监测技术在溯源中的应用

石玮

泰州市姜堰生态环境监测站 225500

摘要：目前，我国VOCs污染防治基础较为薄弱，存在排放基数不清、法规标准不健全、控制技术应用滞后、环境监管不到位等诸多问题。同时，由于VOCs排放来源复杂、排放形式多样、物质种类繁多，建立VOCs污染防治体系难度较大。因此，如何切合实际全面开展VOCs污染防治，是一项刻不容缓、艰巨复杂的任务。随着城市的迅速发展，小、居住混合区废气扰民的问题日益凸显，尤其是挥发性有机物(VOCs)的污染问题。小园区企业众多，排放节点多，排放隐蔽，通过传统手工监测分析方法排查污染来源耗时长、工作量大、难度大，VOCs走航监测能够快速掌握VOCs的时空分布及污染特征，为环保部门实施VOCs污染防控精细化管理提供有力的技术支撑。为此，基于飞行时间质谱走航监测系统，结合定点监测和走航监测，通过实例介绍精细化管控、快速精准排查影响敏感点某小区的VOCs污染来源。基于此，本篇文章对VOCs走航监测技术在溯源中的应用进行研究，以供参考。

关键词：VOCs；走航监测技术；溯源；应用

引言

近年来，我国以臭氧为主要污染物的光化学烟雾污染呈加重趋势，作为臭氧的重要前体物，挥发性有机物(VOCs)与光化学烟雾和灰霾天气的形成密切相关。因此，VOCs的污染防治工作日益成为我国生态保护的重要内容，掌握大气VOCs污染状况成为大气环境管理的重要要求。目前，大气VOCs的监测方法主要有自动在线和实验室分析两种类型。实验室分析具有分析结果准确度高、灵敏度好等优点，但难以对区域VOCs浓度的空间分布进行实时监测;在线监测可弥补实验室分析的不足，但无法满足大范围的监测工作的需要。走航监测技术既可以满足大范围监测要求，又可实时准确的监测分析。当前走航监测尚无国家、行业和地方的标准规范，但已被国家生态环境部允许用于重点区域小区周边及内部大气VOCs监测，在全国各地已经开始应用。本文运用质谱分析系统的走航车对某小区进行VOCs走航监测，通过收集、分析化大气VOCs走航监测数据，对该小区大气VOCs污染状况、异常点位及臭氧生成潜势的分析，为该区VOCs污染防治提供技术支持，提高大气环境监管精准性，有效降低臭氧生成，为打赢蓝天保卫战提供有力保障。

1VOCs走航监测技术的相关概述

自2018以来，我国各级政府深入推进打好污染防治攻坚战三年行动计划、打赢蓝天保卫战三年行动计划等工作，一次源PM2.5(细颗粒物)、NOx(氮氧化物)和SO2(二氧化硫)污染源的排放得到有力削减，2015~2019年，全国PM2.5年均浓度从55ug/cm3降至36ug/cm3。而臭氧(O3)浓度和以臭氧为首要污染物的污染天数比例均有所增长，如广东省珠三角地区臭氧浓度由从2013年的139ug/m3增加到2018年的151ug/m3，PM2.5和O3的协同控制成为各级生态环境保护部门当前关注和工作的热点。挥发性有机物(volatileorganiccompounds，VOCs)是近地面O3、SOA(二次有机气溶胶)及PM2.5形成的关键前体物，加强VOCs的治理监管是改善大气环境质量，补齐当前大气污染治理短板，实现环境效益、经济效益和社会效益多赢的有效手段。大气环境中的VOCs主要有天然源和人为源，其中天然源VOCs主要来源于植物释放的萜烯类化合物，如异戊二烯、单萜等，而在我国的典型城市区域，人为源排放的VOCs占主要部分。VOCs人为源可分为小源、生活源、交通源三大类，其中小源由VOCs的生产、VOCs的储存与运输、以VOCs为原料的工艺过程、含VOCs产品的使用四个环节组成；生活源包括生物质燃料燃烧、餐饮油烟、汽车维修、农药使用等；交通源包括道路移动源(机动车等)和非道路移动机械尾气(火车、飞机、船舶、工程机械等)的排放，其中以小源VOCs排放量为首位。

2仪器和方法

VOCs走航监测采用的走航设备是VOCs秒级多组分走航监测系统(广州禾信，SPIMS2000)，以移动车作为载具。该系统采集的样品无需前处理，通过膜进样系统直接进入仪器。进行杂质过滤及样品富集浓缩后，VOCs经真空紫外灯软电离，产生分子离子峰，由飞行时间质量分析器(TOF)实现微秒级快速检测，得到全质量范围内的瞬态全谱，实现VOCs秒级准确定性及定量分析。

3监测结果分析

3.1定点监测结果分析

利用VOCs走航监测系统SPIMS2000在受到异味影响的敏感点某小区开展一周连续定点监测，综合分析VOCs浓度变化趋势(图1)，发现在监测期间，夜间至次日早晨时段(20:00~次日7:00)VOCs浓度逐渐升高，与居民反映夜间有异味的时段一致。

通过VOCs组成成分分析(表1)，发现监测期间VOCs浓度较高时段，含有异味的主要成分为苯乙烯(图2)。通过分析苯乙烯浓度变化趋势(图3)，发现其与VOCs浓度变化趋势基本一致。结合实时风向数据，苯乙烯升高的时段主导风向为西南风，因此推测某小区异味物质苯乙烯来源于西南方向区域。

3.2走航监测结果分析

通过对A小区异常点位监测情况分析，筛选出VOCs重点污染区域、高值特征因子，可帮助监管部门开展精准化执法，有效遏制企业偷排、漏排以及超标排放行为。通过异常点位VOCs物质分类，可为监管部门开展不同类型的执法提供技术支持。同时，筛选出臭氧前体物质作为大气VOCs污染管控的关键因子，在小区重霾状况下，发现1处较高区域。通过VOCs走航监测技术的数据进行分析，综合研判区域的污染状况及空间变化，实现更加有效的预警和溯源。

4建议

VOCs的产生与排放遍布人类生产和生活中的各个领域，其来源复杂，既包括自然源，又包括更为复杂的人为源，如小源、移动源、生活源等。建议针对该小区涉VOCs重点行业和重点管控对象建立本地化排放因子，同时建立信息动态更新机制，在大量环境监测数据和排放清单的基础上，通过VOCs来源解析，定性识别和判定各类VOCs排放源，定量解析各类VOCs污染源的贡献大小，特别是该小区VOCs重点排放源和重点关注对象，从而有针对性地采取措施，实现科学、有效治理。

结束语

总而言之，通过对小区周边区域进行VOCs走航监测，通过组分及质量浓度的综合分析，得出该区域空气中VOCs的空间分布特征，为区域VOCs的精细化管控提供技术支撑。综合分析定点监测和走航监测的数据，快速锁定A小区异味污染来源。走航监测技术具有分辨率高、监测能力强等优势，为环保部门高效管理提供了科学依据，但该技术也存在一定的局限性，走航监测方法为非标准方法，监测结果仅能作为参考，不能作为执法依据对企业进行处罚，需结合人工采样实验室分析等检测手段。

参考文献

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