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【中國環(huán)保在線 環(huán)境監(jiān)測】近年來，我國對于VOCs排放的管控趨嚴(yán)，這也為VOCs檢測和處理設(shè)備行業(yè)帶來了機(jī)遇。很顯然，VOCs檢測設(shè)備作為一個(gè)新興的環(huán)保熱門產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)獲得了不少資本和企業(yè)的關(guān)注。從VOCs檢測設(shè)備的市場和技術(shù)角度來看，其發(fā)展趨勢已經(jīng)可見端倪。
近年來，VOCs已經(jīng)成為環(huán)保行業(yè)內(nèi)的一個(gè)新興熱點(diǎn)。不僅越來越多的產(chǎn)業(yè)和資本開始關(guān)注這個(gè)方向，越來越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)也紛紛投身其中。從VOCs的治理到檢測；從VOCs的控制到溯源；從VOCs的形成機(jī)理到環(huán)境評估。作為大的儀器儀表廠商，賽默飛也不斷地關(guān)注中國市場動向，及時(shí)調(diào)整自身的產(chǎn)品和技術(shù)來迎接這一波市場熱浪的考驗(yàn)。本文僅從市場和技術(shù)方面淺談對VOCs檢測設(shè)備發(fā)展的感想。
VOCs檢測設(shè)備已經(jīng)被推上了環(huán)保行業(yè)大潮的浪尖，相關(guān)的熱詞已經(jīng)成為網(wǎng)紅；原環(huán)保部長陳吉寧現(xiàn)場督查LDAR；污染企業(yè)要安裝VOCs在線檢測設(shè)備NMHC；臭氧前驅(qū)體PAMS檢測儀或?qū)⒊蔀榭諝赓|(zhì)量監(jiān)測站的下一個(gè)標(biāo)配等等。一時(shí)間，大家有些眼花繚亂。要討論VOCs檢測設(shè)備的發(fā)展，就要把它放在VOCs整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條和環(huán)境環(huán)保要求的大背景之中去考慮。VOCs檢測設(shè)備的發(fā)展主要是由市場需求和技術(shù)發(fā)展兩個(gè)主線決定的。市場的需求決定了VOCs要檢測什么？檢測應(yīng)用場景是怎樣的？產(chǎn)品如何定價(jià)？技術(shù)的發(fā)展決定了怎么樣去檢測？能測到什么精度？檢測的成本和效率如何？身處互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，市場高度透明、瞬息萬變，技術(shù)層出不窮、一日千里。本文將基于我們對市場和技術(shù)的理解來展現(xiàn)和展望VOCs設(shè)備的發(fā)展趨勢。
VOCs檢測的類別及儀器需求
眾所周知，VOCs就是在一定的溫度和壓力條件下可以揮發(fā)為氣態(tài)的有機(jī)化合物。這個(gè)定義非常寬泛，涉及的有機(jī)化合物成千上萬。要檢測什么組分的VOCs就成為了檢測設(shè)備要面對的個(gè)問題。在吸收了美國和歐洲等先進(jìn)國家在VOCs監(jiān)測和治理的應(yīng)用基礎(chǔ)上，我國目前VOCs檢測組分可以分為以下3個(gè)大類：(如圖1)
類：能夠造成環(huán)境污染，產(chǎn)生臭氧和霾相關(guān)的VOCs組份。這一類的VOCs組分可以和氮氧化物在光化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生臭氧以及PM2.5，直接造成環(huán)境污染，影響我們的空氣質(zhì)量。對這類組分，學(xué)術(shù)界已經(jīng)研究多年。主流觀點(diǎn)是采用美國EPA推出的PAMS臭氧前驅(qū)體，共有65種VOCs組分。(還有些擴(kuò)充的TO14，TO-15等不再詳述)
第二類：對人體健康有毒、有害的VOCs氣體，主要是指可以導(dǎo)致形成癌癥(例如笨、二甲苯等苯系物)和對人體有毒性(如氯乙烯)的VOCs組分。這些組分是根據(jù)癌癥研究以及毒理學(xué)研究來確定的?？梢砸暈橐活愄卣饕蜃印?br />
第三類：異味強(qiáng)烈的VOCs組分(如：甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚)。這些組分逸散到空氣中將造成人們強(qiáng)烈的不適，影響人民生活。這類組分在美國EPA和我國的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-1993)中有所定義。可以視為另一類的特征因子。
了解了VOCs檢測設(shè)備要測什么，我們下一步就要看看不同的應(yīng)用場景對于檢測設(shè)備有什么樣不同的需求。從大的方向上來看可以分成兩個(gè)維度：
污染源端：主要指VOCs的排放口和引起泄露的源頭。這個(gè)場景的特點(diǎn)是排放的VOCs濃度較高(從幾個(gè)ppm到幾千ppm)、現(xiàn)場的工況比較惡劣(高溫、高濕、高塵)。對于這類VOCs排放關(guān)鍵是要把總量降下來，對于檢測組分的細(xì)分要求不高，檢測設(shè)備關(guān)注的是測出的總量(如總碳?xì)?、非甲烷VOCs)和重點(diǎn)組分(如苯系物)。在這個(gè)場景中，往往是污染企業(yè)需要自己付錢去安裝檢測設(shè)備，因此對于價(jià)格相當(dāng)敏感。
大氣環(huán)境末端：這個(gè)應(yīng)用場景的主要特點(diǎn)是VOCs的濃度較低(幾個(gè)ppb甚至零點(diǎn)幾個(gè)ppb到ppm級別)這個(gè)場景往往是環(huán)保部門關(guān)注的重點(diǎn)，對于組分的細(xì)分和檢測精度要求更高。
五類污染源的檢測方式
至此，我們已經(jīng)看到了VOCs檢測儀器要面對的組分和應(yīng)用場景的復(fù)雜程度。從技術(shù)上看，如果要同時(shí)滿足這些應(yīng)用場景、組分、成本的要求幾乎是不可能的。因此，VOCs檢測設(shè)備發(fā)展的趨勢就是要適應(yīng)各種應(yīng)用場景的需求，不斷滿足細(xì)分領(lǐng)域里的組分、精度、成本等方面的要求。本文結(jié)合組分和應(yīng)用場景將檢測設(shè)備分了5類(如表1所示)。我們從這5類來看看其發(fā)展的趨勢。
一、對于固定污染源VOCs檢測設(shè)備發(fā)展而言，首先是要能適應(yīng)污染源現(xiàn)場的惡劣工況，其次是要滿足對于不同組分靈活性的要求，后要能滿足污染企業(yè)對于低成本的要求。從技術(shù)上來看GC-FID是目前適合的，而且會成為趨勢。該技術(shù)已經(jīng)成熟，可以滿足對于總量和各種組分的靈活性和精度要求。多年來在線色譜技術(shù)的發(fā)展結(jié)合CEMS采樣系統(tǒng)的完善，讓它能夠長時(shí)間在污染源的工況下穩(wěn)定工作，并且成本相較質(zhì)譜等其他技術(shù)有一定的優(yōu)勢。未來GC-FID技術(shù)還會有很強(qiáng)的生命力。另外一個(gè)趨勢是靈活的支持更多的特征因子檢測。這個(gè)趨勢的原動力在于當(dāng)總量控制下來之后，對于特征因子(如毒害氣體、惡臭氣體)的檢測要求會越來越高。2016年以來在浙江的“一廠一策VOCs監(jiān)測”以及各地區(qū)和行業(yè)的VOCs特征因子規(guī)范的紛紛出臺已經(jīng)在給這個(gè)趨勢做了背書。
二、對于環(huán)境空氣VOCs檢測設(shè)備的發(fā)展，多組分的能力和精度的提高是可以預(yù)見的趨勢。和污染源關(guān)心總量控制不同，環(huán)保部門就是要解析VOCs的組分，利用組分來做臭氧前驅(qū)體的分析和溯源。歐洲和美國的經(jīng)驗(yàn)告訴我們PAMS或者說臭氧前驅(qū)體的光化學(xué)站可能是我國下一步要發(fā)展的方向。因此，此類儀器發(fā)展的重點(diǎn)會傾向于VOCs全組分分析，特別是臭氧前驅(qū)體的檢測能力。技術(shù)上目前主要是基于預(yù)濃縮加GC-FID的系統(tǒng)和基于實(shí)驗(yàn)室GC/MS演進(jìn)的系統(tǒng)在角逐。但對于這類會有法規(guī)明確檢測組分的應(yīng)用來看GC-FID的系統(tǒng)可以滿足需求，而且成本和維護(hù)上的優(yōu)勢會更明顯。因此，前者勝出的趨勢會比較大。
三、對于VOCs泄露檢測主要是應(yīng)對無組織排放的應(yīng)用，就是大家熟悉的LDAR(泄漏檢測和修復(fù))。由于這類應(yīng)用在過去20年內(nèi)發(fā)展的非常完善，從法規(guī)建立、執(zhí)行細(xì)則、檢測設(shè)備、質(zhì)量控制等方面都有成熟的經(jīng)驗(yàn)。因此，此類檢測設(shè)備將沿著手持、便攜、FID/PID雙檢測器的方向繼續(xù)發(fā)展。我國的LDAR未來的發(fā)展重點(diǎn)的不是設(shè)備而是如何更好貫徹和實(shí)施LDAR。
四、應(yīng)急和督查的應(yīng)用已經(jīng)成為今年的一個(gè)熱點(diǎn)。從新年伊始原環(huán)保部部長陳吉寧在燕山石化的督查到各地常態(tài)化的VOCs督查工作，已經(jīng)給這類檢測設(shè)備指明了發(fā)展方向：一要現(xiàn)場快速定性，二要現(xiàn)場快速定量，從而達(dá)到督查的現(xiàn)場效果和震懾作用。目前手持的VOCs紅外相機(jī)可以在1-2公里外查出泄露和偷排；手持的VOCs檢漏儀可以在3分鐘以內(nèi)完成現(xiàn)場快速定量。這一組合已經(jīng)成為督查組的黃搭檔。二者的互聯(lián)互通、雙劍合璧將成為下一步發(fā)展的趨勢。
五、對于特種VOCs氣體的檢測，未來的發(fā)展可能會是另一個(gè)熱點(diǎn)。在前面幾個(gè)方面已經(jīng)得到很好控制的基礎(chǔ)上，有毒、有害、致癌以及異味的影響會越來越得到重視。這類氣體的組分會比較復(fù)雜，有的組分檢測的精度要求很高(例如惡臭)，監(jiān)測的技術(shù)也不是那么完善(例如有機(jī)硫就是個(gè)技術(shù)難題)。多種技術(shù)都在探索這個(gè)方向：色譜、質(zhì)譜、光譜。目前看起來基于磁質(zhì)譜的快速、多點(diǎn)、網(wǎng)格化方案可能會是解決特種氣體溯源、控制的好方法。
本文僅從市場和技術(shù)角度來分析VOCs檢測儀器的發(fā)展趨勢，難免有些局限。不過值得一提的還有法律法規(guī)對檢測儀器發(fā)展的影響，因?yàn)閂OCs的監(jiān)測是一個(gè)需要法規(guī)來規(guī)范和管理的行業(yè)。目前我國VOCs的法規(guī)建設(shè)還在發(fā)展過程中，我們既要吸取歐美在多年發(fā)展中好的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，又要結(jié)合我國的國情，終才能完善我國的VOCs法規(guī)。隨著全社會對環(huán)保越來越重視，加之技術(shù)的進(jìn)步和法規(guī)的完善，相信VOCs檢測設(shè)備一定會有很好的發(fā)展。希望檢測設(shè)備的不斷創(chuàng)新能對監(jiān)測市場的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題：VOCs檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢
