傳感器技術(shù)(PID、FID)在VOCs監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

8月4日生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于加快解決當(dāng)前揮發(fā)性有機(jī)物治理突出問(wèn)題的通知》，對(duì)各行各業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的排放要求與檢查細(xì)則做出詳細(xì)規(guī)定。山東、廣東等地級(jí)市也紛紛發(fā)布區(qū)域VOCs治理改造要求或意見(jiàn)征集。政策的不斷出臺(tái)，表明國(guó)家治理VOCs污染的決心和實(shí)際行動(dòng)，VOCs污染將成為“十四五"乃至更長(zhǎng)一段時(shí)間大氣污染治理領(lǐng)域的主角，VOCs監(jiān)測(cè)與治理市場(chǎng)已進(jìn)入加速發(fā)展期。

VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)是大氣中形成臭氧和PM2.5的重要前體物。石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷、油品儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)等行業(yè)是VOCs重點(diǎn)排放源。相對(duì)于顆粒物、二氧化硫、氮氧化物污染控制，我國(guó)VOCs管理基礎(chǔ)薄弱，已成為大氣環(huán)境管理的短板。近年來(lái)，我國(guó)VOCs治理行業(yè)正處在快速發(fā)展階段，集中度將不斷提升，VOCs治理市場(chǎng)規(guī)模大幅擴(kuò)容。據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)5年，這一市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)3000億元。

目前市面上有很多VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓人眼花繚亂，其實(shí)他們監(jiān)測(cè)氣體都差不多，只是依據(jù)檢驗(yàn)方式的不一樣，主要可分成光離子化檢測(cè)器（PID）和火焰離子化檢測(cè)器（FID）兩大類(lèi)。VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀盡管都能監(jiān)測(cè)揮發(fā)物有機(jī)化合物，但二者還是有很多不同點(diǎn)。

VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)分為以下幾種類(lèi)型：

傳感器技術(shù)：常用傳感器為PID傳感器、FID傳感器;PID傳感器對(duì)烷烴響應(yīng)低;FID傳感器對(duì)碳?xì)漤憫?yīng)靈敏;兩者監(jiān)測(cè)精度均可達(dá)PPb，但無(wú)法區(qū)分VOC種類(lèi);常用于危險(xiǎn)區(qū)域報(bào)警、室內(nèi)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)。

色譜技術(shù)：色譜柱分離法可以測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)化合物總量和特征成分，但分析周期長(zhǎng)，一般用于固定污染源的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

質(zhì)量分析技術(shù)：高敏感度（PPT）響應(yīng)時(shí)間短，測(cè)量部件多，不需要矯正。但是價(jià)格相對(duì)昂貴。一般用于實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院、環(huán)境應(yīng)急/追溯的檢測(cè)。

光譜技術(shù)：經(jīng)常使用FTIR、TDLAS，響應(yīng)速度快，一般用于地區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)/污染源監(jiān)測(cè)。

VOCs常用的分析方法：

PID（應(yīng)用監(jiān)測(cè)THC，TVOC）：探測(cè)器體積小，不需要輔助氣體，經(jīng)常用于現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)/泄漏氣體應(yīng)急監(jiān)測(cè)和預(yù)警，主要是檢測(cè)濃度為1ppb-1500ppm的低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物等有毒氣體。靈敏度高，廣泛應(yīng)用的探測(cè)器。

FID（THC、TVOC的應(yīng)用監(jiān)測(cè)）：對(duì)THC的反應(yīng)快，線(xiàn)性范圍廣，監(jiān)測(cè)氣體參數(shù)更加精準(zhǔn)，使用方便，因此價(jià)格也相對(duì)較高。

氣體色譜（FID/PID/MS）（應(yīng)用監(jiān)測(cè)THC，TVOC，VOCS）：敏感度高，選擇性強(qiáng)，同時(shí)測(cè)量多種成分。取樣分析周期長(zhǎng)，響應(yīng)速度慢。

FTIR（應(yīng)用監(jiān)測(cè)VOCS）：技術(shù)成熟可以監(jiān)測(cè)多種VOCS。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量周期短，響應(yīng)時(shí)間快，敏感度低，光學(xué)部件的維護(hù)成本高。

DOAS（應(yīng)用監(jiān)測(cè)VOCS（苯類(lèi)物）：技術(shù)成熟，多種成分可同時(shí)測(cè)定，不需要預(yù)備處理，反應(yīng)快，但敏感度低，主要用于苯類(lèi)監(jiān)測(cè)。

PID和FID不同之處

檢驗(yàn)原理不一樣：光離子化檢測(cè)器（簡(jiǎn)稱(chēng)PID）原理的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀在檢驗(yàn)樣氣時(shí)，應(yīng)用紫外線(xiàn)燈光效果來(lái)離子化樣氣，以監(jiān)測(cè)VOC的濃度值，在樣氣排出后仍可對(duì)樣氣做二次剖析；而選用FID原理的VOC在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀在檢驗(yàn)樣氣時(shí)，應(yīng)用氫火焰離子化樣氣，點(diǎn)燃后的樣氣排出后，VOCs氣體成分和濃度值都發(fā)生了轉(zhuǎn)變，不能做二次剖析。

監(jiān)測(cè)范疇不一樣：PID的監(jiān)測(cè)范疇是1~4000ppm或0.1~10000ppm；而FID的監(jiān)測(cè)范疇是1~50000ppm，當(dāng)VOC的濃度值高過(guò)10000ppm時(shí)，F(xiàn)ID線(xiàn)形更強(qiáng)。因此依據(jù)當(dāng)場(chǎng)的VOC濃度值能夠挑選適合精確測(cè)量原理的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀。

安裝和應(yīng)用不一樣：在安裝和應(yīng)用層面，選用PID的VOCs線(xiàn)上監(jiān)測(cè)儀身型更加小巧，安裝操作方便，成本費(fèi)較低；選用FID原理的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀因必須氡氣瓶或氫氣發(fā)生器，因此在安裝難度系數(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要高過(guò)PID，且成本費(fèi)較高。

商品制成品不一樣：一般選用PID的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀可制成攜帶式VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀或VOCs在線(xiàn)報(bào)警儀，但在自然環(huán)境惡劣的環(huán)境必須按時(shí)清除紫外線(xiàn)殺菌燈和感應(yīng)器；選用FID的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀一般制成身型很大的服務(wù)器機(jī)柜，內(nèi)嵌氫氣發(fā)生器和零氣產(chǎn)生器。

對(duì)于VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀中的PID傳感器選擇,可以選擇工采網(wǎng)推出的英國(guó)AlphasensePID光離子原理傳感器PID-A1/AH：量程分別為100ppb-6000ppm以及1ppb-50ppm，靈敏度高、穩(wěn)定性高，量程寬，性?xún)r(jià)比高，是當(dāng)前VOCs氣體監(jiān)測(cè)中最為常見(jiàn)的檢測(cè)方案；可檢測(cè)VOCs等可揮發(fā)性氣體種類(lèi)多；分別常用于煉油工業(yè)監(jiān)測(cè)，危險(xiǎn)化學(xué)品泄露的緊急處理以及泄露危險(xiǎn)區(qū)域界定，油罐油站的安全監(jiān)測(cè)，有機(jī)物排放凈化效率監(jiān)測(cè)以及大氣監(jiān)測(cè)應(yīng)用等。