VOCs監測的技術要點及常見問題
當前，臭氧已經成為僅次于PM2.5的影響優良天數的重要因素，臭氧對空氣質量的影響尤為明顯，加強VOCs監測監控作為控制VOCs 排放、遏制臭氧污染的一項重要工作受到公眾關注。中國環境監測總站副總工程師、大氣環境監測首席科學家李健軍針對VOCs監測開展的現狀及要點進行了分享。
問：VOCs 污染的特點是什么?對其監測有怎樣的重要性?答：VOCs有兩大特點，一是種類繁多、成分復雜。按照化學結構的差異，大氣VOCs包括十多類、成千上萬種有機物。二是來源廣泛、涉及面廣。VOCs來源于各種天然源及人為源的排放，涉及社會生產、生活的方方面面。
VOCs是臭氧和PM2.5的重要前體物，在陽光紫外線照射下與大氣中的氮氧化物發生化學反應，形成臭氧等二次污染物或強化學活性的中間產物，增加臭氧地表濃度。同時，部分VOCs 本身也具有毒性、異味等性質。這些都會對自然環境和人體健康產生不利影響。因此，控制VOCs成為降低臭氧濃度的關鍵之一。
加強對污染源的VOCs 監測，有助于全面掌握我國各行業企業的VOCs 排放狀況，準確評估VOCs治理設施的運行效果并及時做出調整，科學支撐VOCs總量控制和削減核算，支撐污染防治政策的科學制訂和實施，并評估檢查治理成效，從而在根源上約束VOCs排放總量、遏制臭氧污染。
問：我國環境大氣VOCs監測手段有哪些?現狀如何?監測工作中存在哪些難點?答：目前國內常用的監測手段主要是實驗室手工監測(離線監測)和現場自動監測(在線監測)兩種。離線監測是將廢氣或環境空氣中的VOCs采樣后，將樣品送回實驗室，用氣相色譜法或氣相色譜質譜聯用法進行分析。離線采樣分析可能存在采樣時間長、采樣過程中受人為干擾、樣品在采樣容器中較難保證穩定性等問題。因此，許多研究機構和儀器公司開發了大氣中VOCs的連續自動在線監測技術和儀器，可以提高VOCs監測的時間分辨率，更好地幫助追蹤大氣中VOCs物質的大氣化學過程。但總體而言，在線監測在技術、裝備上還處在研究發展階段，這也是目前環境大氣VOCs監測存在的難點之一。
在實際操作層面，大氣VOCs監測質量控制技術研究亟待加強。單一的分析方法難以適用于所有種類的VOCs 監測，需要根據目標需求選擇合適的監測方法。VOCs離線監測的主要難點在于解決采樣的吸附、降解等損失難題，提高監測的準確性、可靠性。VOCs在線監測需要加強主要活性物質監測的技術、裝備研究攻關，提高設備的便捷性和性能穩定性，以保證監測的時效性和數據質量。不同技術原理VOCs 監測分析方法之間的比對監測，也有待進一步開展。
在法律法規和政策層面，為加強VOCs監測管控，我國已制訂大氣污染防治法、環境保護稅法等法律法規，發布了排污許可證申請與核發技術規范、排污單位自行監測技術指南等政策文件。但是，現有的VOCs在線監測系統方法標準體系還有待完善。在《環境空氣質量標準》(GB 3095-2012)中未對VOCs規定限值提出相關標準，環境空氣VOCs 監測數據結果缺少評價依據。需要針對不同性質的VOCs增加分析目標物種類，以覆蓋更多的VOCs 排放行業。目前，國家尚未發布便攜式儀器現場測定VOCs 的方法標準，現場監測以及執法等工作缺少監測方法依據。
問：目前重點區域正在啟動VOCs環境監測，對于監測點位的布設您有哪些建議?答：從2018 年起，中國環境監測總站就根據生態環境部統一部署，開始在京津冀及周邊、長三角、珠三角等7 個地區78 個地級以上城市開展環境空氣VOCs監測，掌握重點區域環境空氣VOCs及其對臭氧污染的影響狀況。今年夏季以來，總站按照生態環境部領導關于問題精準、時間精準、區位精準、對象精準、措施精準“五個精準”的要求，針對VOCs污染開展精細化監測，以此加強臭氧預測工作。在全國重點區域，覆蓋整個臭氧污染季的VOCs手工和自動監測工作持續開展。截至今年4月，全國共有120余個城市開展了VOCs 監測，其中60 余個城市開展了自動監測且大部分與總站聯網。
目前，相關監測數據已應用于環境質量分析與管理工作，幫助我們初步掌握了全國重點城市VOCs濃度水平、化學組成、污染特征等信息，為我國VOCs 污染防治提供了基礎數據。同時，總站聯合科研院所、地方監測站，在VOCs監測的運行維護、質控核查和數據審核評估等方面初步形成了技術指導文件。
日前，生態環境部印發《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》，提出十條措施目標促進實現VOCs排放量明顯下降，有效遏制夏季臭氧污染。
根據生態環境部部署，2020年夏季臭氧污染防治監督幫扶工作中，總站將開展廢氣排污單位自行監測抽測與專項檢查，對地方技術人員進行VOCs 監測技術培訓;結合臭氧國控站、區縣站監測數據和VOCs監測數據，編制臭氧分析周報，提供精細化的預報產品;比較各城市臭氧和VOCs 的濃度水平，并在重點城市分析臭氧敏感性及VOCs來源，結合全國第二次污染源普查數據積極探索分析VOCs 特征及來源等，研究其對臭氧生成敏感性的影響，為監督幫扶工作的成效評估提供技術支持。
通過上述能力建設工作，全國生態環境監測站系統積累了監測點位布設的相關經驗。對重點區域VOCs 進行環境監測，布設的監測點位要能夠代表這個城市的特征，并盡可能選擇城區臭氧高值點位，以監控其最大影響，同時附近可以獲取氮氧化物、臭氧等監測數據。建議每個城市至少布設1個點位，并逐步進行區域優化，在上風向、臭氧高值區、VOCs高濃度點、下風向布設形成4 類點位。
除了考慮人口聚集的城市區域點位，建議針對企業聚集集中、污染物排放負荷較高的工業園區，包括國家級、省級、市級等各類涉VOCs園區，加強周邊敏感點的監測布點。采樣位置應符合國家相關空氣采樣規范的要求，避免周邊工廠、加油站、實驗室、餐飲油煙等VOCs排放源的干擾，監測期間禁止對站房進行粉刷、鋪設防水瀝青等操作。
問：目前地方在開展VOCs監測時存在哪些不足?您對此有哪些建議?答：VOCs 監測較常規污染物來說更加復雜，對實驗室的儀器配置有較高要求。比如，在監測環境空氣中的VOCs物質時，實驗室需具備預冷凍濃縮前處理設備;要實現乙烯、乙炔、丙烷等低碳VOCs的測定，實驗室的常規GC/MS 需增配FID 檢測器、中心切割裝置或冷柱溫箱等輔助設備。但是，目前很多地市級監測站不具備這些硬件條件。
同時，監測人員能力還有待提升。VOCs濃度范圍變化大、活性差異顯著、成分復雜、種類多，難以采用一種方法對所有化學物質進行準確監測。針對VOCs 不同物種的大氣化學作用、人體健康效應等不同監測目的，需要以相應的專業能力選擇不同的監測技術和方法。
目前，省級及大部分地市級環境監測站已具備一定的大氣VOCs實驗室監測能力，監測的VOCs種類從20余種到100 余種不等。其中，對非甲烷總烴、苯系物、鹵代烴的測試能力最為普遍，對硫醇硫醚、醛酮等種類的VOCs同時測定有所開展，但是對臭氧前體物中低沸點的VOCs(如乙烯、乙炔等)監測能力不足。
因此，各地管理部門應加以重視，加強監督指導，為VOCs監測工作提供組織和資源保障，將任務分解落實至責任部門和單位。指導督促排污單位落實自行監測主體責任，將VOCs納入監測范圍并進行信息公開。同時，開展抽測抽查，規范排污單位自行監測行為。加強VOCs執法監測能力建設，從人員培訓、監測用房和設備經費等方面切實加強保障、投入，提高各級生態環境管理部門的污染源VOCs執法監測能力。
VOCs監測應按照相關標準、規范開展，從儀器選型、安裝調試驗收、日常運行維護、質量控制、數據審核全流程做好管理，并建立相應的質量體系，確保監測數據準確可靠。基于VOCs監測數據做好分析應用工作，分析本地臭氧污染的主控因子，篩選VOCs關鍵影響活性成分，識別來源，讓監測數據更好地為環境管理工作提供支撐。
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