近年來(lái)，VOCs已經(jīng)成為環(huán)保行業(yè)內(nèi)的一個(gè)新興熱點(diǎn)。不僅越來(lái)越多的產(chǎn)業(yè)和資本開始關(guān)注這個(gè)方向，越來(lái)越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)也紛紛投身其中。從VOCs的治理到檢測(cè);從VOCs的控制到溯源;從VOCs的形成機(jī)理到環(huán)境評(píng)估。本文僅從市場(chǎng)和技術(shù)方面淺談對(duì)VOCs檢測(cè)設(shè)備發(fā)展的感想。

　　VOCs檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)被推上了環(huán)保行業(yè)大潮的浪尖，相關(guān)的熱詞已經(jīng)成為網(wǎng)紅;原環(huán)保部長(zhǎng)陳吉寧現(xiàn)場(chǎng)督查L(zhǎng)DAR;污染企業(yè)要安裝VOCs在線檢測(cè)設(shè)備NMHC;臭氧前驅(qū)體PAMS檢測(cè)儀或?qū)⒊蔀榭諝赓|(zhì)量監(jiān)測(cè)站的下一個(gè)標(biāo)配等等。一時(shí)間，大家有些眼花繚亂。要討論VOCs檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展，就要把它放在VOCs整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條和環(huán)境環(huán)保要求的大背景之中去考慮。VOCs檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展主要是由市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展兩個(gè)主線決定的。市場(chǎng)的需求決定了VOCs要檢測(cè)什么?檢測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景是怎樣的?產(chǎn)品如何定價(jià)?技術(shù)的發(fā)展決定了怎么樣去檢測(cè)?能測(cè)到什么精度?檢測(cè)的成本和效率如何?身處互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，市場(chǎng)高度透明、瞬息萬(wàn)變，技術(shù)層出不窮、一日千里。本文將基于我們對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)的理解來(lái)展現(xiàn)和展望VOCs設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

　　VOCs檢測(cè)的類別及儀器需求

　　眾所周知，VOCs就是在一定的溫度和壓力條件下可以揮發(fā)為氣態(tài)的有機(jī)化合物。這個(gè)定義非常寬泛，涉及的有機(jī)化合物成千上萬(wàn)。要檢測(cè)什么組分的VOCs就成為了檢測(cè)設(shè)備要面對(duì)的第一個(gè)問(wèn)題。在吸收了美國(guó)和歐洲等先進(jìn)國(guó)家在VOCs監(jiān)測(cè)和治理的應(yīng)用基礎(chǔ)上，我國(guó)目前VOCs檢測(cè)組分可以分為以下3個(gè)大類：(如圖1)

　　第一類：能夠造成環(huán)境污染，產(chǎn)生臭氧和霾相關(guān)的VOCs組份。這一類的VOCs組分可以和氮氧化物在光化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生臭氧以及PM2.5，直接造成環(huán)境污染，影響我們的空氣質(zhì)量。對(duì)這類組分，國(guó)際學(xué)術(shù)界已經(jīng)研究多年。主流觀點(diǎn)是采用美國(guó)EPA推出的PAMS臭氧前驅(qū)體，共有65種VOCs組分。(還有些擴(kuò)充的TO14，TO-15等不再詳述)

　　第二類：對(duì)人體健康有毒、有害的VOCs氣體，主要是指可以導(dǎo)致形成癌癥(例如笨、二甲苯等苯系物)和對(duì)人體有毒性(如氯乙烯)的VOCs組分。這些組分是根據(jù)國(guó)際癌癥研究以及毒理學(xué)研究來(lái)確定的?？梢砸暈橐活愄卣饕蜃?。

　　第三類：異味強(qiáng)烈的VOCs組分(如：甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚)。這些組分逸散到空氣中將造成人們強(qiáng)烈的不適，影響人民生活。這類組分在美國(guó)EPA和我國(guó)的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB14554-1993)中有所定義。可以視為另一類的特征因子。

　　了解了VOCs檢測(cè)設(shè)備要測(cè)什么，我們下一步就要看看不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于檢測(cè)設(shè)備有什么樣不同的需求。從大的方向上來(lái)看可以分成兩個(gè)維度：

　　污染源端：主要指VOCs的排放口和引起泄露的源頭。這個(gè)場(chǎng)景的特點(diǎn)是排放的VOCs濃度較高(從幾個(gè)ppm到幾千ppm)、現(xiàn)場(chǎng)的工況比較惡劣(高溫、高濕、高塵)。對(duì)于這類VOCs排放關(guān)鍵是要把總量降下來(lái)，對(duì)于檢測(cè)組分的細(xì)分要求不高，檢測(cè)設(shè)備關(guān)注的是測(cè)出的總量(如總碳?xì)?、非甲烷VOCs)和重點(diǎn)組分(如苯系物)。在這個(gè)場(chǎng)景中，往往是污染企業(yè)需要自己付錢去安裝檢測(cè)設(shè)備，因此對(duì)于價(jià)格相當(dāng)敏感。

　　大氣環(huán)境末端：這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的主要特點(diǎn)是VOCs的濃度較低(幾個(gè)ppb甚至零點(diǎn)幾個(gè)ppb到ppm級(jí)別)這個(gè)場(chǎng)景往往是環(huán)保部門關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)于組分的細(xì)分和檢測(cè)精度要求更高。

　　五類污染源的檢測(cè)方式

　　至此，我們已經(jīng)看到了VOCs檢測(cè)儀器要面對(duì)的組分和應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜程度。從技術(shù)上看，如果要同時(shí)滿足這些應(yīng)用場(chǎng)景、組分、成本的要求幾乎是不可能的。因此，VOCs檢測(cè)設(shè)備發(fā)展的第一趨勢(shì)就是要適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求，不斷滿足細(xì)分領(lǐng)域里的組分、精度、成本等方面的要求。本文結(jié)合組分和應(yīng)用場(chǎng)景將檢測(cè)設(shè)備分了5類(如表1所示)。我們從這5類來(lái)看看其發(fā)展的趨勢(shì)。

　　一、對(duì)于固定污染源VOCs檢測(cè)設(shè)備發(fā)展而言，首先是要能適應(yīng)污染源現(xiàn)場(chǎng)的惡劣工況，其次是要滿足對(duì)于不同組分靈活性的要求，最后要能滿足污染企業(yè)對(duì)于低成本的要求。從技術(shù)上來(lái)看GC-FID是目前最適合的，而且會(huì)成為趨勢(shì)。該技術(shù)已經(jīng)成熟，可以滿足對(duì)于總量和各種組分的靈活性和精度要求。多年來(lái)在線色譜技術(shù)的發(fā)展結(jié)合CEMS采樣系統(tǒng)的完善，讓它能夠長(zhǎng)時(shí)間在污染源的工況下穩(wěn)定工作，并且成本相較質(zhì)譜等其他技術(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)。未來(lái)GC-FID技術(shù)還會(huì)有很強(qiáng)的生命力。另外一個(gè)趨勢(shì)是靈活的支持更多的特征因子檢測(cè)。這個(gè)趨勢(shì)的原動(dòng)力在于當(dāng)總量控制下來(lái)之后，對(duì)于特征因子(如毒害氣體、惡臭氣體)的檢測(cè)要求會(huì)越來(lái)越高。2016年以來(lái)在浙江的“一廠一策VOCs監(jiān)測(cè)”以及各地區(qū)和行業(yè)的VOCs特征因子規(guī)范的紛紛出臺(tái)已經(jīng)在給這個(gè)趨勢(shì)做了背書。

　　二、對(duì)于環(huán)境空氣VOCs檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展，多組分的能力和精度的提高是可以預(yù)見(jiàn)的趨勢(shì)。和污染源關(guān)心總量控制不同，環(huán)保部門就是要解析VOCs的組分，利用組分來(lái)做臭氧前驅(qū)體的分析和溯源。歐洲和美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)告訴我們PAMS或者說(shuō)臭氧前驅(qū)體的光化學(xué)站可能是我國(guó)下一步要發(fā)展的方向。因此，此類儀器發(fā)展的重點(diǎn)會(huì)傾向于VOCs全組分分析，特別是臭氧前驅(qū)體的檢測(cè)能力。技術(shù)上目前主要是基于預(yù)濃縮加GC-FID的系統(tǒng)和基于實(shí)驗(yàn)室GC/MS演進(jìn)的系統(tǒng)在角逐。但對(duì)于這類會(huì)有法規(guī)明確檢測(cè)組分的應(yīng)用來(lái)看GC-FID的系統(tǒng)可以滿足需求，而且成本和維護(hù)上的優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯。因此，前者勝出的趨勢(shì)會(huì)比較大。

　　三、對(duì)于VOCs泄露檢測(cè)主要是應(yīng)對(duì)無(wú)組織排放的應(yīng)用，就是大家熟悉的LDAR(泄漏檢測(cè)和修復(fù))。由于這類應(yīng)用在過(guò)去20年內(nèi)發(fā)展的非常完善，從法規(guī)建立、執(zhí)行細(xì)則、檢測(cè)設(shè)備、質(zhì)量控制等方面都有成熟的經(jīng)驗(yàn)。因此，此類檢測(cè)設(shè)備將沿著手持、便攜、FID/PID雙檢測(cè)器的方向繼續(xù)發(fā)展。我國(guó)的LDAR未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)的不是設(shè)備而是如何更好貫徹和實(shí)施LDAR。

　　四、應(yīng)急和督查的應(yīng)用已經(jīng)成為今年的一個(gè)熱點(diǎn)。從新年伊始原環(huán)保部部長(zhǎng)陳吉寧在燕山石化的督查到各地常態(tài)化的VOCs督查工作，已經(jīng)給這類檢測(cè)設(shè)備指明了發(fā)展方向：一要現(xiàn)場(chǎng)快速定性，二要現(xiàn)場(chǎng)快速定量，從而達(dá)到督查的現(xiàn)場(chǎng)效果和震懾作用。目前手持的VOCs紅外相機(jī)可以在1-2公里外查出泄露和偷排;手持的VOCs檢漏儀可以在3分鐘以內(nèi)完成現(xiàn)場(chǎng)快速定量。這一組合已經(jīng)成為督查組的黃搭檔。二者的互聯(lián)互通、雙劍合璧將成為下一步發(fā)展的趨勢(shì)。

　　五、對(duì)于特種VOCs氣體的檢測(cè)，未來(lái)的發(fā)展可能會(huì)是另一個(gè)熱點(diǎn)。在前面幾個(gè)方面已經(jīng)得到很好控制的基礎(chǔ)上，有毒、有害、致癌以及異味的影響會(huì)越來(lái)越得到重視。這類氣體的組分會(huì)比較復(fù)雜，有的組分檢測(cè)的精度要求很高(例如惡臭)，監(jiān)測(cè)的技術(shù)也不是那么完善(例如有機(jī)硫就是個(gè)技術(shù)難題)。多種技術(shù)都在探索這個(gè)方向：色譜、質(zhì)譜、光譜。目前看起來(lái)基于磁質(zhì)譜的快速、多點(diǎn)、網(wǎng)格化方案可能會(huì)是解決特種氣體溯源、控制的好方法。

　　本文僅從市場(chǎng)和技術(shù)角度來(lái)分析VOCs檢測(cè)儀器的發(fā)展趨勢(shì)，難免有些局限。不過(guò)值得一提的還有法律法規(guī)對(duì)檢測(cè)儀器發(fā)展的影響，因?yàn)閂OCs的監(jiān)測(cè)是一個(gè)需要法規(guī)來(lái)規(guī)范和管理的行業(yè)。目前我國(guó)VOCs的法規(guī)建設(shè)還在發(fā)展過(guò)程中，我們既要吸取歐美在多年發(fā)展中好的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，又要結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，最終才能完善我國(guó)的VOCs法規(guī)。隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視，加之技術(shù)的進(jìn)步和法規(guī)的完善，相信VOCs檢測(cè)設(shè)備一定會(huì)有很好的發(fā)展。希望檢測(cè)設(shè)備的不斷創(chuàng)新能對(duì)監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。