资源简介

(共22张PPT)
任务4.3 工业废气中挥发性有机物的测定
项目四 大气固定污染源监测
前言/PREFACE
挥发性有机物（VOCs）是臭氧生成的重要前体物之一，为了有效控制臭氧污染，实现空气质量持续改善，通过监测获取真实可靠的VOCs浓度水平，分析VOCs污染机理及污染趋势，显得尤为关键。
工业源废气中的VOCs物种繁多，测定方法和类别较多，分析测试过程较为复杂。
目录/Contents
02
03
04
监测方法综述
监测方法标准
VOCs监测设备
01
VOCs背景知识
1、了解工业源废气中VOCs的采样及监测方法；
2、掌握工业废气VOCs监测方法的优缺点及适用性。
知识目标
技能目标
1、掌握工业源废气中VOCs现场监测技能；
2、能够选择合适的监测方法开展VOCs现场监测。
学习目标
1、提升学生对工业源废气VOCs监测对臭氧污染防治重要性的认识；
2、培养学生在实际工作中按照标准规范要求准确监测工业源废气VOCs的职业素养。
素质目标
01
VOCs背景知识
VOCs的定义与综合表征
（参考GB37822-2019）
（参考GB37822-2019）
VOCs包括的物种类别
VOCs对环境的影响
02
监测方法综述
VOCs的监测方法
采样
预处理
分析
03
监测方法标准
监测方法标准
序号 标准名称及编号 方法原理 适用源项 主要仪器及设备
1-1 固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法（HJ 732-2014） 使用真空箱、抽气泵等设备将经固定污染源排气筒排放的废气直接采集并保存到化学惰性优良的氟聚合物薄膜气袋中。 固定污染源 真空箱、抽气泵、气袋
1-2 环境空气-挥发性有机物 罐采样法（HJ759-2015） 用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品，经冷阱浓缩、热解析后，进入气相色谱分离，用质谱检测器进行检测。通过与标准物质质谱图和保留时间比较定性，内标法定量。 环境空气 不锈钢罐
1-3 固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附／气相色谱- 质谱法（HJ 734-2014） 使用填充了合适吸附剂的吸附管直接采集固定污染源废气中挥发性有机物（或先用气袋采集然后再将气袋中的气体采集到固体吸附管中），将吸附管置于热脱附仪中进行二级热脱附，脱附气体经气相色谱分离后用质谱检测，根据保留时间、质谱图或特征离子定性，内标法或外标法定量。 固定污染源 吸附管/气袋、热脱附仪、气相色谱仪
1-4 环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附_气相色谱-质谱法(HJ 644-2013) 采用固体吸附剂富集环境空气中挥发性有机物，将吸附管置于热脱附仪中，经气相色谱分离后，用质谱进行检测。通过与待测目标物标准质谱图相比较和保留时间进行定性，外标法或内标法定量。 环境空气 吸附管、热脱附装置、气相色谱仪
1-5 环境空气 挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法（HJ 759-2015） 用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品，经冷阱浓缩、热解析后，进入气相色谱分离，用质谱检测器进行检测。通过与标准物质质谱图和保留时间比较定性，内标法定量。 环境空气 不锈钢罐、热脱附仪、气相色谱-质谱仪
1-6 环境空气 挥发性有机物的测定 便携式傅里叶红外仪法（HJ 919-2017） 当波长连续变化的红外光照射被测目标化合物分子时，与分于固有振刭频率相问的符疋波长的红外光被吸收，将照射分子的红外光用单色器色散，按其波数依序排列，开测足个同波数被吸收的强度，得到红外吸收光谱。根据样品的红外吸收光谱与标准物质的拟合程度定性，根据特征吸收峰的强度半定量。 环境空气 便携式傅里叶红外仪
1-7 环境空气 挥发性有机物的应急测定 便携式气相色谱-质谱法（HJ 1223-2021） 样品直接导入或经吸附管吸附、热脱附后，进入气相色谱分离，用质谱检测器检测。对于52种目标化合物，通过与标准物质质谱图和保留时间比较定性，内标法定量;对于52种目标化合物以外的物质，通过与标准物质质谱图比较定性，根据其响应值与内标的响应值之比，估算其浓度。 环境空气 吸附管/气袋/不锈钢罐、热脱附仪、便携式气相色谱-质谱仪
监测方法标准——挥发性有机物（VOCs）
监测方法标准——固相吸附-热脱附／气相色谱- 质谱法（HJ 734-2014）
固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附／气相色谱- 质谱法（HJ 734-2014）
适用范围：
本标准规定了固定污染源废气中 24 种挥发性有机物测定的固相吸附-热脱附/气相色谱- 质谱法。
实验原理：
使用填充了合适吸附剂的吸附管直接采集固定污染源废气中挥发性有机物（或先用气袋采集然后再将气袋中的气体采集到固体吸附管中），将吸附管置于热脱附仪中进行二级热脱附，脱附气体经气相色谱分离后用质谱检测，根据保留时间、质谱图或特征离子定性，内标法或外标法定量。
主要仪器及设备：
吸附管/气袋、热脱附仪、毛细管气相色谱仪—质谱仪等。
序号 标准名称及编号 方法原理 适用源项 主要仪器及设备
2-1 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法（HJ 38-2017） 将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，分别在总烃柱和甲烷柱上测定总烃和甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。 固定污染源 气相色谱仪
2-2 环境空气和废气 挥发性有机物组分便携式傅里叶红外监测仪技术要求及检测方法（HJ1011-2018） —— 环境空气、废气 便携式傅里叶红外监测仪
2-3 环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法（HJ 1012-2018） —— 环境空气、废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪
2-4 固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法(HJ 1013-2018) —— 固定污染源 非甲烷总烃连续监测系统（NMHC-CEMS）、氢火焰离子化检测器
2-5 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法（HJ 604-2017） 将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪,分别在总经柱和甲烷柱上测定总经和甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总怪的含量。同时以除经空气代替样品，测定氧在总经柱上的响应值，以扣除样品中的氧对总经测定的干扰。 环境空气 玻璃注射器/真空气体采样箱、气相色谱仪
监测方法标准——非甲烷总烃（NMHC）指标
监测方法标准——非甲烷总烃的测定 气相色谱法（HJ 38-2017）
固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法（HJ 38-2017）
适用范围：
本标准规定了测定固定污染源废气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的气相色谱法。本标准适用于固定污染源有组织排放废气中的总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定。
实验原理：
将气体样品直接注入具氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，分别在总烃柱和甲烷柱上测定总烃和甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。同时以除烃空气代替样品，测定氧在总烃柱上的响应值，以扣除样品中的氧对总烃测定的干扰。
主要仪器及设备：
吸附管/气袋、热脱附仪、毛细管气相色谱仪—质谱仪等。
04
VOCs监测设备
现场采样工具
吸附管
气袋
不锈钢罐（真空罐）
（HJ 732-2014）
（HJ 734-2014、HJ 644-2013）
（HJ759-2015、HJ 759-2015）
预处理设备
热脱附仪
气体预浓缩仪
（HJ 734-2014、HJ 644-2013）
（HJ 759-2015）
监测及分析设备
手持式光离子检测器
（PID）
便携式氢火焰离子检测器（FID）
便携式傅里叶红外仪
(FTIR)
便携式气相色谱-氢火焰离子检测器
（GC-FID）
气相色谱-质谱仪（GC-MS）
手持式
光离子检测器（PID）
气相色谱-氢火焰离子检测
（GC-FID）
现场采样—气相色谱/质（GC/MS）
便携式
氢火焰离子检测器（FID）
特点
存在的问题
质量轻小，便于携带
灵敏度高、响应快
检测对象：VOCs(ppm)
价格低廉
没有方法标准依据，不能出具CMA检测报告
不能分物种及准确测量
测试不稳定
使用寿命短
灵敏度高、响应快
质量轻小，便于携带
检测对象：总烃(ppm)
适用于泄漏检测
价格较低
没有方法标准依据，不能出CMA检测报告
无法测试NMHC
无法准确定性定量识别具体物种
符合方法标准，可扩项
（HJ1012、HJ38等）
灵敏度高、响应快、稳定性强
质量较小，易于携带
检测对象：总烃、甲烷（ppb）
适用于现场执法检测
价格较高
无法准确定量定性识别含氧有机物、卤代烃等
符合方法标准，可扩项
（HJ644、HJ734等）
成熟、稳定性好、灵敏度高
定性全面、定量准确
检测对象：VOCs（ppb）
适用于执法监测取证、仲裁
价格昂贵
测试时间长
无法现场获得测试结果
固定污染源VOCs现场监测方法优缺点
光离子化检测器：Photo Ionization Detector，简称 PID），是一种非破坏性检测器。光离子化检测器由真空紫外灯和电离室构成，待测气体吸收紫外灯发射的高于气体分子电离能的光子，被电离成正、负离子，在外加电场的作用下离子偏移形成微弱电流。由于被测气体浓度与光离子化电流成线性关系，因此，通过检测电流值可得知被检测气体的浓度。
氢火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector）简称FID），是典型的破坏性、质量型检测器，以氢气与空气燃烧生成的火焰为能源，使有机物发生化学电离，并在电场作用下产生电信号来进行检测的。
监测及分析设备——典型VOCs监测设备原理解释

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