便携式监测仪器在VOCs帮扶执法中的应用

在VOCs帮扶执法中，非甲烷总烃（NMHC）、总挥发性有机物（TVOC） 和总烃（THC） 是三大核心监测指标，分别对应不同监测标准和执法意义：

NMHC：反映VOCs整体排放强度，是污染源排放核心指标；

TVOC：精准识别组分构成，适用于特征污染物明确的行业；

THC：快速筛查无组织排放与泄漏，是现场初步判断的利器。

VOCs 帮扶执法中常用的便携式仪器主要包括光离子化检测器（PID）、氢火焰离子化检测器（FID）、便携式非甲烷总烃分析仪及红外热成像气体泄漏检测仪，四类仪器的检测原理、核心特性及适用场景存在显著差异，需根据执法需求合理选择。

1、 便携式光离子化检测器（PID）

• 原理：利用紫外灯（常用10.6eV）产生的高能紫外光，使样品中的VOCs分子电离为正离子和自由电子；电离产生的电荷在电场作用下形成电流，电流强度与VOCs浓度呈正相关，通过校准曲线换算得到VOCs浓度。

• 优势：对芳香烃（如苯、甲苯）、烯烃（如乙烯）等活性较强的VOCs响应灵敏（检测限可达0.1mg/m³）；无需燃烧气，功耗较低，续航时间较长（通常8-12小时）；体积小、重量轻（多<3kg），适合现场快速移动监测。

• 局限：对烷烃（如甲烷、丙烷）、卤代烃（如二氯甲烷）响应较弱或无响应；易受湿度（相对湿度>80%时电离效率下降）、硫化物等干扰物质影响。

2、 便携式氢火焰离子化检测器（FID）

• 原理：以氢气与空气的混合气体为燃烧气，在检测器内形成氢火焰；样品中的 VOCs 分子进入火焰后，在高温（约2100℃）下发生电离，产生正离子和电子；电离电荷在收集极与极化极之间的电场作用下形成电流，电流大小与VOCs浓度成正比，进而计算浓度。

• 优势：对绝大多数有机化合物（除甲醛、四氯化碳等少数物质外）响应稳定，线性范围宽（1~50000 ppm）；检测结果受湿度影响较小，适合高湿度场景（如污水处理站）。

• 局限：需持续供应氢气，便携性受一定影响；锂电池续航较短（通常4~6小时）；无法区分 VOCs 组分。

3、便携式非甲烷总烃分析仪

• 原理：基于FID检测技术，样气首先通过色谱分离或者是催化法进行分离，然后分别测量总烃浓度和甲烷浓度，通过差减法，得到非甲烷总烃浓度。

（催化法）

（气相色谱法）

该原理属于国家规定的方法标准，检测精度高，适合非甲烷总烃排放限制较严格场景。

4、 红外热成像气体泄漏检测仪

• 原理：利用 VOCs 分子对特定波长红外光（如3.2~3.5 μm）的吸收特性，当气体泄漏时，泄漏气体会吸收特定波段的红外辐射，与周围环境形成明显的红外辐射差，通过红外探测器捕捉被 VOCs 吸收后的红外辐射信号；信号经处理后转化为可视化热成像图，VOCs 泄漏区域会呈现与背景不同的 “烟雾状" 图像。

• 优势：可视化效果强，可快速定位隐蔽泄漏点（如管道阀门、设备法兰）；无需直接接触样品，安全性高（适合有毒 VOCs 场景）；检测范围广（可覆盖数十米内的设备），常与FID检测仪联用。

• 局限：受环境光线（如强光）、风速影响较大；无法精确量化浓度（需配合 PID/FID 进一步测定）；对低浓度泄漏（<10 mg/m³）灵敏度不足。

涉VOCs排放企业主要包括石油化工、制药、印刷、喷涂等行业，排放环节集中在原辅料环节、生产工艺及废物处置过程。便携式仪器可针对不同场景开展精准监测，具体应用如下：

1、 生产车间无组织排放

• 监测目的：核查车间内生产工艺装置及原辅料等涉VOCs 是否存在无组织逸散，废气收集系统排风罩是否正常运行。是否满足《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）相关要求。

• 监测点：

1）采用便携式氢火焰离子化检测仪对车间内物料储存、物料投加和卸放、分离精制、配料加工等工艺环节进行检测，主要检查VOCs有无逸散。

2）对生产过程产生VOCs本身无法密闭的，应在密闭空间内操作，或进行局部气体收集。局部收集采用外部排风罩的，应按GB/T16758、AQ/T4274-2016规定的方法测量控制风速，测量点应选取在距排风罩开口最远处的VOCs无组织排放位置，控制风速不应低于0.3m/s。

3）废气收集系统应在负压下运行，若处于正压状态，应对输送管道组件的密封垫进行泄漏检测，采用便携式氢火焰离子化检测仪，检测值不超过500umol/mol，亦不应有可察觉泄漏。（跑冒滴漏）

• 常见场景：

（包装印刷）

包装印刷行业VOCs主要来源于油墨、稀释剂、清洗剂、涂布液、润版液、胶粘剂、复合胶、上光油、涂料等VOCs物料的储存、输送及使用过程；主要集中在印刷、复合和清洗等生产环节。

（反应釜）

化工反应釜：顶部的搅拌装置用于混合反应物料，釜体的夹套可通入蒸汽或冷却水来控制反应温度，各类管口用于物料的输入、输出以及反应过程中的参数监测。用于药品合成、化工原料生产、精细化学品制备等场景，可完成聚合、酯化、萃取等多种化学反应。

（涂装）

包括：调配、搅拌、涂装、粘结、干燥、清洗等环节，尤其是涂装和干燥环节产生VOCs占比较高。

2、有组织排放监测

• 监测目的：核查排气筒 VOCs（主要为非甲烷总烃）排放浓度是否符合排放标准。（参考排污许可证上要求）。

• 监测点：

1）区分废气治理工艺为燃烧法还是其他方法，非燃烧法以实测浓度作为达标判定依据，不得稀释排放。若采用燃烧（焚烧、氧化）需判断是否需要进行基准含氧量折算。

如RTO、RCO装置，若为确保有机废气充分燃烧，需补充空气（氧气）以进行燃烧、氧化反应，应将实测浓度折算为基准含氧量3%的大气污染物基准排放浓度，并以此作为达标判定的依据；若废气含氧量能够满足自身燃烧、氧化反应的需求，无需额外补充空气（氧气）（不包括燃烧器所需补充的助燃空气和装置的吹扫风），且装置出口烟气含氧量不高于进口废气含氧量，则以实测浓度作为达标判定的依据。【对于大多数RTO装置来说，出于安全因素考虑，为了防止系统高爆，往往在设计时需要考虑设置缓冲罐引入新风，确保爆炸下限（LEL）低于25%，实际废气成分复杂，一般将此值设置更低在10%~15%之间，甚至更低。很多时候新风阀联动机制是一直处于开合状态，也就是说一直在额外补充空气，且氧含量很高。若按照3%折算，相当于实测浓度的18倍以上，甚至更高，也就处于超标排放状态了。（此部分应当从工艺端做一些改变，或者是新风改用低浓度废气。）】

附折算公式：

折算浓度=实测浓度*（21%-基准含氧量）/（21%-实测含氧量））

2）按照HJ1331、HJ1332要求，需进行含湿量测量，以标干浓度来作为最后排放浓度。因此，需同步进行含湿量测定。

3）排气高度不低于15m，因安全考虑或有特殊工艺要求的除外。

3、污水处理站

监测目的：排查污水处理过程中（如调节池、曝气池、污泥脱水间）挥发性有机物（如苯系物、卤代烃）的逸散情况，避免异味扰民及二次污染。

监测点：

1）检查是否设置废气收集装置（如密闭盖板），是否配套活性炭吸附、生物滤池等治理设施，活性炭是否更换维护（T=M×S÷（C×10^-6×Q×t））

2）采用沟渠输送，敞开液面上方100mm处VOCs浓度≥200umol/mol，应加盖密闭，测量应小于2000umol/mol（采用便携式氢火焰离子化检测仪）

3）测量排口非甲烷总烃浓度是否超标。（采用便携式非甲烷总烃分析仪）

4、原料储罐

监测目的：核查储罐（固定顶罐、浮顶罐）的 VOCs 泄漏情况，是否满足GB 37822-2019 中要求泄漏浓度≤2000 μmol/mol。

监测点：

1）利用便携式氢火焰离子化检测仪或红外热成像仪，对储罐的量油孔、采样口、人孔、透光孔、泡沫发生器、呼吸阀、泄压阀等部件进行现场检查。在非工作状态下，这些开口应保持密闭，否则可能存在油气泄漏的风险。

2）固定顶罐重点监测呼吸阀排气，内浮顶罐重点监测浮盘与罐壁接触的密封圈。储罐呼吸阀和浮盘边缘呼吸阀操作压力低于设定的开启压力75%时，呼吸阀的泄漏检测值应低于2000µmol/mol。

3）固定顶罐处理效率一般要求不低于80%

（外浮顶罐）

5、危废处置

监测目的：核查 VOCs 类危废（如废溶剂、废油漆）在储存、转移、焚烧过程中的逸散情况，避免无组织排放。

监测点：

1）检查危废（包括漆渣、更换的VOCs吸附剂过滤棉，以及含油墨、有机溶剂、清洗剂的包装物、污水处理废弃物等）是否在专门密封空间内密封储存。