浅谈在线设备PID的准确性

高帅

身份证： 612727199101142118

摘要

随着社会的全面发展，VOC是造成环境污染主要贡献者之一，VOC控制和空气质量自动监测在企业和环保督察的应用十分重要。为了能够让环境整体的监控效率得到相应的提升，需要采用多种不同的方式对自动监控体系进行相应的完善。使用HJ1013-2018固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法进行准确度检测。制定相应的方案对安装PID设备的企业进行检测。空气质量监控的过程中，其首先需要采用多种不同的方式对其整体的监测体系进行相应的分析。同时还要对其系统结构体系进行全面性的完善。家具、印刷、汽车维修三个行业的日常生产中，经常会使用到含丙烯、甲苯等挥发性有机物的原材料；这些行业的喷漆或烘漆等加工工序中，也会产生大量含有挥发性有机化合物的废气。使用实验室气相色谱仪与在线设备参比方法验证PID的准确性，现场采集9个非甲烷总烃样品与在线设备数值检测值进行比对，本文主要针对PID对VOC响应进行准确度分析简要论述和评测。

关键词：VOC控制；准确度；自动监测。

1.引言

在VOC在线设备准确度的检测比对没有相应的标准规范，我们使用HJ1013-2018固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法进行准确度检测。制定相应的方案对安装PID设备的企业进行检测。空气质量监控的过程中，其首先需要采用多种不同的方式对其整体的监测体系进行相应的分析。同时还要对其系统结构体系进行全面性的完善。但在实际的监测过程中，其依旧会面临诸多的监测问题。所以，对空气质量自动监测体系进行相应的分析十分关键。^[1]

2.VOC在线监测准确性的研究

2.1 VOC的危害

近几年来，很多城市的大气环境受到较严重的光化学烟雾污染，同时灰霾天气天数增多。这也与排入大气中的挥发性有机化合物有关。VOC在经过阳光照射，氧化后可生成臭氧，遇到合适的气候条件就可能形成光化学烟雾，危害人体及其他生物健康；臭氧也可以与灰尘等微小颗粒结合产生了灰霾，进而降低能见度水平，影响空气质量。大气中很多VOC物种对人体健康有直接危害。例如在家具、印刷、汽车维修三个行业的日常生产中，经常会使用到含丙烯、甲苯等挥发性有机物的原材料；这些行业的喷漆或烘漆等加工工序中，也会产生大量含有挥发性有机化合物的废气。这些废气中的某些有毒成分（例如苯），有致残、致畸、致癌等作用，如长期吸入，会增加患白血病及恶性贫血等疾病的风险。即便短暂性吸入高浓度的VOC，也会对我们的中枢神经系统有压抑作用，可能令人觉得头晕，头疼，甚至可能使人失去知觉。

2.2 家具行业中的VOC来源

目前有90%以上的家具厂企业都是采用油性漆，经过环保废气采样分析，产生的废气的主要成分是粉尘、甲苯、二甲苯、VOC等，这些废气刺激性大，有的还有剧毒，不经处理直接排放到环境中，除造成严重的环境污染外，还对人体造成严重影响，必须经过彻底治理才能排放。油性漆具有防腐、防水、防油、耐化学品、耐光、耐温等特点。物件暴露在大气之中，受到氧气、水分等的侵蚀，造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。在物件表面涂以油性涂料，形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，使各种材料的使用寿命延长。

2.3 汽车维修行业中的VOC来源

汽车维修行业排放是VOC溶剂使用源排放的一种，其使用过程中VOC排放是由溶剂使用过程中的有机成分挥发造成的。这些溶剂中的有机成分蒸汽压较高，在烘干等处理过程中会造成大量的有机物挥发。在汽修行业的VOC排放中，最为突出的是喷漆过程中使用的清洗剂、稀释剂和涂料等的挥发。汽修清洗用溶剂主要是天那水，少量的去蜡剂以及脱脂除油剂等。喷漆作业中有用到油漆和稀释剂，有些厂家还会使用到固化剂和快干剂。^[2]

2.4 书刊印刷企业中的VOC来源

书刊印刷企业中的VOC来源，多方数据表明，目前书刊印刷行业VOC排放主要来源于印刷、胶订、覆膜、上光和烫金等工艺过程，书刊印刷过程中VOC排放主要来源于油墨、润版液、清洗剂、稀释剂的使用，根据对北京印刷企业的调查了解，目前仍有少部分企业使用溶剂型油墨，溶剂型油墨一般由颜料、填充剂、辅助剂和连接料溶剂组成，溶剂中常含有乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、甲苯、二甲苯、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等VOC。有研究证明，溶剂型油墨中一般含有大约50%的有机可挥发性物质，印刷过程中加热干燥时，颜料中混合的VOC会释放出来。印刷过程中，上墨面积越大、墨层越厚，释放的VOC会越多。

目前书刊印刷企业中平版胶印机使用的润版液大部分是离子型润版液，乙醇、异丙醇和乙二醇是该类润版液中主要的添加剂。乙醇（酒精）能很好地改善润版液在印版上的铺展性能，可以减少润版液的使用量，还可以减少油墨过度乳化和纸张吸水后膨胀现象，此外还可以防止纸张拉毛等现象，对改善印刷工艺、提高印刷质量很有帮助，因此在印刷企业广泛使用。但乙醇的挥发性强，几乎100%逸散到大气中，造成VOC产生。

胶订上胶的部位在书脊和侧边，EVA热熔胶由基本树脂、增粘剂、粘度调节剂和抗氧剂等成分组成。热熔胶的基本树脂是乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成的。所用的热熔胶也有区别，热熔胶热熔的温度一般为120℃——200℃。在加热过程中，热熔胶中的挥发性有机物会挥发到空气中产生VOC。

覆膜是将塑料薄膜涂上粘合剂与纸印刷品加热加压后使之粘合在一起，形成纸塑合一的产品加工技术。国内覆膜使用的粘合剂主要有聚氨酯类、橡胶类以及热塑高分子树脂等，覆膜过程中粘合剂受热会释放VOC。

上光涂料的基本组成主要由主剂、助剂和溶剂三部分组成。主剂分为天然树脂和合成树脂；助剂包括固化剂、表面活性剂、增塑剂等；常用的溶剂有芳香烃类、酯类和醇类等。在上光过程中溶剂受热会有少量的VOC释放出来。

烫金工艺使用的印箔一般由几层不同的材料组成，依次是粘胶层、铝膜层、保护层、隔离层、基膜层。其中的粘胶层中含有有机溶剂，在烫印过程中，粘胶层受热从而释放出VOC。

2.5 VOC在线监测准确性的实施方案

鉴于在工业园区找到安装PID在线监测的企业中居多的为印刷、家具和汽修行业，选取印刷、家具与汽修行业各三家有组织废气进行准确的检测。当前国内无对PID的在线设备准确性的检测标准，借鉴非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法做对其准确度的检测方案，使用实验室气相色谱仪与在线设备参比方法验证PID的准确性，现场采集9个非甲烷总烃样品与在线设备数值检测值进行比对，当非甲烷总烃浓度平均值为：＜50mg/m³时，绝对误差≤20mg/m³；≥50mg/m³~＜500mg/m³时，相对准确度≤40%；≥500mg/m³时，相对准确度≤35%在此范围之内时，说明VOC准确度符合要求。

3.VOC废气在线检测设备数据比对

3.1汽修厂VOC废气比对结果

汽修厂A	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	8.09	3.2	-4.9	-5.2	5.2
	2	2.49	3.7	1.2
	3	5.03	3.2	-1.8
	4	2.17	3.5	1.3
	5	8.52	3	-5.5
	6	15.5	3.2	-12.3
	7	10.6	3	-7.6
	8	9.93	2.7	-7.2
	9	12.9	2.7	-10.2

汽修厂B	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	1.73	1.84	0.11	0.43	0.43
	2	1.72	2.64	0.92
	3	3.64	3.85	0.21
	4	2.36	2.94	0.58
	5	1.36	1.39	0.03
	6	2.48	3.02	0.54
	7	2.15	2.64	0.49
	8	1.67	2.21	0.54
	9	2.62	3.10	0.48

汽修厂C	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	2.69	1.0	-1.7	-1.1	-1.1
	2	1.29	1.2	-0.1
	3	2.93	1.5	-1.4
	4	3.94	1.2	-2.7
	5	1.64	1.7	0.1
	6	2.71	2.2	-0.5
	7	2.33	2.0	-0.3
	8	3.67	2.2	-1.5
	9	3.47	1.7	-1.8

3.2家具厂VOC废气比对结果

家具厂A	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	0.278	2.2	1.9	1.5	1.5
	2	0.430	2.2	1.8
	3	0.170	2.2	2.0
	4	0.278	1.5	1.2
	5	0.468	1.5	1.0
	6	0.514	1.7	1.2
	7	0.422	1.7	1.3
	8	0.552	2.0	1.4
	9	0.418	2.2	1.8

家具厂B	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	2.45	1.5	-0.9	-1.6	1.6
	2	3.34	1.2	-2.1
	3	3.13	1.0	-2.1
	4	1.94	1.5	-0.4
	5	1.35	0.8	-0.6
	6	4.20	1.2	-3.0
	7	1.17	0.5	-0.7
	8	4.18	1.0	-3.2
	9	1.70	0.5	-1.2

家具厂C	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	7.60	0.81	-6.79	-7.80	7.80
	2	9.03	0.82	-8.21
	3	8.24	0.82	-7.42
	4	9.33	0.84	-8.49
	5	8.88	0.84	-8.04
	6	8.06	0.99	-7.07
	7	9.02	1.01	-8.01
	8	9.19	1.01	-8.18
	9	8.92	0.93	-7.99

3.3印刷厂VOC废气比对结果

印刷厂A	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	1.49	0.1	1.49	-1.1	1.1
	2	1.50	0.0	1.50
	3	1.53	0.1	1.53
	4	1.44	0.2	1.44
	5	1.16	0.1	1.16
	6	0.99	0.2	0.99
	7	1.11	0.0	1.11
	8	0.89	0.2	0.89
	9	0.84	0.2	0.84

印刷厂B	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	8.15	6.0	-2.2	-2.8	2.8
	2	8.05	6.2	-1.8
	3	6.52	6.5	0.0
	4	8.29	6.2	-2.1
	5	6.99	5.5	-1.5
	6	11.7	5.2	-6.5
	7	6.82	5.2	-1.6
	8	12.6	5.5	-7.1
	9	7.93	5.7	-2.2

印刷厂C	序号	参比方法（RM）测定值A（mg/m3）	CEMS测定值B（mg/m3）	数据对差=B-A（mg/m3）	对差平均值（mg/m3）	|绝对误差|（mg/m3）
	1	8.53	8.2	-0.3	-13.9	13.9
	2	21.9	8.2	-13.7
	3	24.0	8.2	-15.8
	4	18.3	8.1	-10.2
	5	24.8	8.1	-16.7
	6	28.6	8.0	-20.6
	7	23.0	8.1	-14.9
	8	22.6	8.2	-14.4
	9	26.2	8.1	-18.1

按照方案要求通过对三种行业的比对结果表明PID的准确性符合要求。

4.结语

通过对三种常见的排放VOC安装PID在线检测企业准确性的检测，由此得出PID在线系统的控制和空气质量自动监测设备的准确性在工业区的运用十分重要，其能够让企业及时了解VOC的变化趋势。^[3]对企业也是一种监督，有异常及时处理。此次验证PID准确性满足企业和环保部门对企业的排放VOC趋势监督。

5.参考文献

[1]VOC控制和空气质量自动监测在工业区的运用[J].叶潞洁.绿色环保建材.2017(01)

[2]深圳市汽车维修行业VOC污染治理初探[J].徐驰,钟伟通.城市建设理论研究.2013(12)

[3]浅谈大气环境中VOC的监测[A].陶路.中国环境科学学会科学技术年会论文集（第三卷）.2019,115-117

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