SPIMS(在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀)化工園區(qū)VOCs監(jiān)管的利劍
VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)是重要的大氣污染物,其在空氣中普遍存在,特點(diǎn)是活性強(qiáng),極易發(fā)生大氣光化學(xué)反應(yīng),并且嚴(yán)重影響人體健康和大氣環(huán)境,是引起大氣臭氧超標(biāo)、PM2.5重污染的關(guān)鍵前體物。
隨著相關(guān)政策的出臺和實施,VOCs的污染控制工作是我國大氣污染控制的重點(diǎn)工作之一;ば袠I(yè)則是VOCs排放的主要行業(yè),其排放比重大;ば袠I(yè)在環(huán)境保護(hù)和新一輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的雙重壓力下,以及在國家和地方的許多扶持政策下,化工行業(yè)的企業(yè)向集團(tuán)化、大型化轉(zhuǎn)化,形成了許多化學(xué)工業(yè)集中區(qū)。而且,隨著化工企業(yè)入園工作進(jìn)程加快,化工園區(qū)的VOCs防治工作將是將來VOCs防治工作的主要方向。
化工園區(qū)是由不同化工企業(yè)的聚集發(fā)展而形成的,其所涉及的產(chǎn)品種類眾多,污染組分復(fù)雜,無組織排放普遍。當(dāng)發(fā)生居民投訴、企業(yè)偷排漏排等問題時,缺乏有效的檢測手段能夠快速實時地對化工園區(qū)排放的VOCs進(jìn)行檢測,則更難以對VOCs污染事故源頭進(jìn)行追溯,從而無法有效地來對企業(yè)的VOCs排放進(jìn)行監(jiān)管和改善。
針對化工園區(qū)的VOCs檢測及溯源的需求,廣州禾信公司單光子電離源飛行時間質(zhì)譜(SPIMS系列儀器)誕生。該儀器技術(shù)居于國際領(lǐng)先地位,采用先進(jìn)的PDMS膜進(jìn)樣系統(tǒng),不需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理,直接進(jìn)樣直接分析(包括直接進(jìn)水樣),響應(yīng)速度為毫秒級(全組份監(jiān)測10譜/秒),具備1~500分子質(zhì)量范圍內(nèi)的氣體因子全譜分析能力,能夠?qū)OCs氣體進(jìn)行實時在線監(jiān)測,與傳統(tǒng)分析方法相比檢測周期短,檢測數(shù)據(jù)多質(zhì)譜峰信息豐富,能夠極大地節(jié)省人力物力,同時能夠?qū)崿F(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)污染物來源解析。SPIMS相對于傳統(tǒng)VOCs檢測方式,是在技術(shù)上的一大革命,目前已經(jīng)在上海、河北、江蘇、廣東等各地開展了應(yīng)用。
SPIMS在化工園區(qū)VOCs檢測當(dāng)中具有快速、準(zhǔn)確、實時三大優(yōu)勢。同時,結(jié)合禾信自主知識產(chǎn)權(quán)的化工園區(qū)污染溯源系統(tǒng),可以VOCs進(jìn)行污染溯源工作。
SPIMS能夠快速檢測空氣中的VOCs成分。在上海某石化廠應(yīng)用當(dāng)中,對石化園區(qū)內(nèi)四個單元的100余個點(diǎn)位進(jìn)行氣袋采樣分析,運(yùn)用SPIMS可以在十個工作日以完成對上述點(diǎn)位的檢測和分析,能夠快速掌握一個化工園區(qū)的揮發(fā)性有機(jī)物排放特征,從而對VOCs監(jiān)管做到有的放矢。
SPIMS可以對化工園區(qū)中的典型惡臭類物質(zhì)精確定性定量分析。以最為典型的石化園區(qū)為例,石化行業(yè)異味影響最大的是有機(jī)硫類惡臭物質(zhì),以甲硫醇為代表的有機(jī)惡臭類物質(zhì)由于其在空氣中僅為1-10ppb時就可以聞到臭味,對儀器的檢測限提出了極高要求。并且,由于甲硫醇的化學(xué)不穩(wěn)定性,傳統(tǒng)的VOCs檢測手段大多需要對樣品經(jīng)過預(yù)處理或者通過GC等手段分離后才能對VOCs進(jìn)行檢測,大多數(shù)儀器難以準(zhǔn)確得對低濃度進(jìn)行定性定量分析。而SPIMS由于無需對樣品進(jìn)行預(yù)處理,樣品分析沒有損失,同時結(jié)合飛行時間質(zhì)譜儀,能夠精確地對有機(jī)硫化物進(jìn)行定性定量分析。
SPIMS能夠快捷的運(yùn)用到化工園區(qū)空氣污染應(yīng)急檢測當(dāng)中。傳統(tǒng)的VOCs檢測手段分析數(shù)據(jù)需要較長時間,SPIMS采用了直接進(jìn)樣的飛行時間質(zhì)譜技術(shù),能夠在10分鐘內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析。SPIMS具有高時間分辨率,最快可以秒級出數(shù)據(jù),能夠在極短的時間內(nèi),對現(xiàn)場的污染情況進(jìn)行判斷,并且可以最真實地反映現(xiàn)場的濃度的實時變化趨勢。在2015年發(fā)生的天津爆炸事故當(dāng)中,禾信SPIMS在距離爆炸中心3公里范圍內(nèi),每個小時為天津市環(huán)境監(jiān)測站提供數(shù)據(jù),為此次爆炸事故的環(huán)境空氣應(yīng)急事件提供了重要數(shù)據(jù)。
SPIMS結(jié)合定制的污染溯源軟件可以實現(xiàn)對化工園區(qū)的污染排放溯源。結(jié)合SPIMS,禾信公司定制開發(fā)了化工園區(qū)污染溯源系統(tǒng)。由于不同的企業(yè)排放的特征物種不同,運(yùn)用SPIMS檢測代表企業(yè)排放特征的質(zhì)譜圖,稱之為企業(yè)排放指紋。根據(jù)檢測所得污染源譜圖的差異性建立不同污染源的VOCs指紋數(shù)據(jù)庫,結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向等氣象參數(shù),傅里葉變換進(jìn)行校準(zhǔn)并利用最小非負(fù)二乘法進(jìn)行多元校正計算污染來源,計算得出不同企業(yè)對監(jiān)測點(diǎn)的貢獻(xiàn)率。運(yùn)用該系統(tǒng),可以定量給出企業(yè)對化工園區(qū)的污染敏感點(diǎn)的污染貢獻(xiàn)量。
SPIMS的出現(xiàn)解決了化工園區(qū)VOCs監(jiān)管的一系列重要問題,能夠快速、實時、準(zhǔn)確地反映化工園區(qū)的VOCs排放特征,結(jié)合定制的化工園區(qū)污染溯源模型,可以定量給出污染來源的貢獻(xiàn)率。SPIMS正在成為化工園區(qū)監(jiān)管部門管理VOCs污染排放的一把利劍。
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