什么是VOCs走航監測？什么原理？有哪些指標？

自2019年起，上海市環(huán)境監測中心開(kāi)展了多輪技術(shù)探索，掌握各型走航監測設備技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)積累了豐富的揮發(fā)性有機物走航監測實(shí)戰經(jīng)驗。
在長(cháng)三角區域共50多個(gè)工業(yè)園區開(kāi)展走航監測，在重大活動(dòng)空氣質(zhì)量保障、臭氧污染治理中充分發(fā)揮了走航監測技術(shù)優(yōu)勢。
為《長(cháng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區揮發(fā)性有機物走航監測技術(shù)規范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規范”）制定打下堅實(shí)基礎。
2021年3月19日，規范獲批發(fā)布，并于6月1日實(shí)施。本技術(shù)規范是國內首個(gè)針對揮發(fā)性有機物走航監測的標準化文件，主要包括了揮發(fā)性有機物走航監測的設備組成和性能要求、走航監測實(shí)施方法及要求，質(zhì)量保證與質(zhì)量控制方法及安全防護要求等內容，涵蓋了走航監測工作實(shí)施前、中、后所需關(guān)注的各個(gè)方面。下面來(lái)看：
什么是走航監測，定義中有哪些要點(diǎn)？
規范對走航監測的定義為“利用車(chē)載式快速監測設備在行進(jìn)中連續自動(dòng)監測，結合定點(diǎn)監測，對污染物進(jìn)行定性定量分析，并基于地理位置信息顯示沿行進(jìn)路線(xiàn)污染物空間連續分布。”
本規范為首個(gè)對“走航監測”作定義的標準化文件。走航監測區別于一般移動(dòng)監測車(chē)或移動(dòng)實(shí)驗室最重要的特點(diǎn)在于行進(jìn)中連續自動(dòng)監測并基于地理位置信息顯示污染物空間連續分布。針對顆粒物、臭氧、揮發(fā)性有機物等不同監測目標物開(kāi)展的走航監測，如何定義“空間連續分布”，需要結合方法原理和所用設備特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步解釋。
本規范中，結合7.3.1中規定的數據空間間隔，對揮發(fā)性有機物走航監測的“連續分布”進(jìn)行了進(jìn)一步解釋。本規范希望走航監測在行進(jìn)中可得到盡可能多的污染物定性、定量信息。從整個(gè)工作流程來(lái)看，在污染點(diǎn)位停車(chē)進(jìn)行復測或利用其它設備輔助污染物定性、定量或開(kāi)展溯源，也是走航監測工作的重要組成部分。
通過(guò)什么原理的設備實(shí)現VOCs走航監測？
本規范以車(chē)載質(zhì)譜為主要監測設備，從走航監測工作目的與方式來(lái)看，分析周期必須盡可能的短，因此在行進(jìn)時(shí)將空氣中VOCs組分離子化后利用質(zhì)譜得到定性定量結果是主要的走航監測方式。
目前存在兩條主要技術(shù)路線(xiàn)：一是結合部分種類(lèi)離子化技術(shù)對污染物進(jìn)行質(zhì)譜分析，強調在行進(jìn)中同時(shí)具有污染物定性和定量能力；二是在車(chē)輛行進(jìn)時(shí)氣體直接進(jìn)入質(zhì)譜，保留一部分的污染物定性信息，然后在選定點(diǎn)位對空氣采樣進(jìn)行色-質(zhì)聯(lián)用分析，強調采樣后的定性定量準確性。
兩種技術(shù)路線(xiàn)都可符合規范對走航監測的定義，但各自關(guān)注的揮發(fā)性有機物走航監測工作階段不一致，應用各有特點(diǎn)。
本規范未列出所有的離子源或質(zhì)量分析器技術(shù)，為兼顧目前以及未來(lái)市場(chǎng)上可能出現的各類(lèi)設備，本規范不限制離子源和質(zhì)量分析器的類(lèi)型。若有其他離子源或質(zhì)量分析器類(lèi)型的設備滿(mǎn)足本規范的4 方法概述、6.1 質(zhì)譜儀、7.1 儀器準備中的相關(guān)要求，也適用本規范。
為何使用多點(diǎn)校準曲線(xiàn)，有何要求？
本規范7.1.1節校準曲線(xiàn)進(jìn)行了規定。本規范未規定校準曲線(xiàn)的具體范圍。校準曲線(xiàn)由走航監測實(shí)施單位根據實(shí)際工作需要自行確定，原則上，范圍宜充分考慮與相關(guān)環(huán)境質(zhì)量標準、污染物排放（控制）標準中的限值濃度（含量）水平的銜接。出于以下幾項考慮，建立至少六個(gè)校準點(diǎn)（含零濃度點(diǎn)）的多點(diǎn)校準曲線(xiàn)是必要且可操作的：
（1）便于走航監測實(shí)施單位控制數據質(zhì)量。若使用單點(diǎn)或三點(diǎn)校準曲線(xiàn)，每個(gè)校準點(diǎn)的響應變化較大，無(wú)法保證校準曲線(xiàn)的代表性。且使用單點(diǎn)曲線(xiàn)，可能存在截距變化的問(wèn)題。
（2）質(zhì)譜響應必然存在線(xiàn)性范圍，若使用單點(diǎn)校準曲線(xiàn)，在濃度跨度較大時(shí)，無(wú)法確保曲線(xiàn)上每一濃度點(diǎn)都符合儀器實(shí)際的響應曲線(xiàn)。
（3）現有走航監測所用設備響應時(shí)間短，操作難度和時(shí)間耗費相對較小，建立六個(gè)校準點(diǎn)（含零濃度點(diǎn)）的多點(diǎn)校準曲線(xiàn)易于實(shí)現。
（4）校準曲線(xiàn)的時(shí)間間隔，可根據實(shí)際應用情況自行確定，按照9.1節規定每次走航監測前后對準確性進(jìn)行檢查，滿(mǎn)足要求即可重復使用已建立的校準曲線(xiàn)。設備狀態(tài)良好的情況下，不存在頻繁建立校準曲線(xiàn)的需求。
對走航車(chē)的速度有何要求，為何規定25~35m一條數據？
7.3.1規定了走航監測速度應滿(mǎn)足每25~35 m可得到一條監測數據。編制組調研了現有走航監測設備的監測數據時(shí)間間隔，一般在5 s以?xún)?。?計算了不同監測數據時(shí)間間隔和空間間隔下的走航速度。
編制組根據以下五個(gè)方面的考慮，對走航監測速度進(jìn)行限定：
1) 為在地圖上畫(huà)出污染物的空間連續分布以及提升溯源精準度，數據空間間隔不宜過(guò)大，初步考慮空間間隔50 m以下；
2) 考慮到走航監測工作效率，在無(wú)特殊情況時(shí)行駛速度不宜過(guò)慢，一般20 km/h以上；
3) 為保證采樣質(zhì)量、采樣代表性以及污染溯源方便，行駛速度不宜過(guò)快，但目前缺乏系統研究量化高速走航對監測數據質(zhì)量的影響，如有特殊需求且設備條件允許開(kāi)展高速走航監測，不宜設置速度上限；
4) 兼顧現有設備的監測數據時(shí)間間隔，一般5 s以下；
5) 兼顧行車(chē)安全需求，車(chē)輛在城市道路和工業(yè)園區內部道路行駛速度一般30 km/h—50 km/h。
綜上，在設定數據空間間隔為25m~35m時(shí)，車(chē)輛行駛速度在18 km/h~126 km/h之間，多數設備一般走航速度在20 km/h—50 km/h范圍內，較為適宜，符合走航監測工作需求。本規范鼓勵有能力實(shí)現1 s或更低監測數據時(shí)間間隔的設備，在滿(mǎn)足行車(chē)安全及氣體采集能力的基礎上，獲得更小的數據空間間隔，即更密集的污染物空間連續分布，因此不對走航監測數據設定上限。
表1 不同時(shí)間、空間間隔對應的車(chē)輛行駛速度

附錄中的污染物是怎么確定的，為何要求這些物質(zhì)滿(mǎn)足準確度、重復性和儀器檢出限指標？
附錄A、附錄B均為規范性附錄，分別為必測目標物和選測目標物。進(jìn)行揮發(fā)性有機物監測的車(chē)載質(zhì)譜必須滿(mǎn)足監測附錄A規定的必測目標物，且需滿(mǎn)足7.1.2節及7.1.3節所規定的重復性、儀器檢出限和準確度指標。選測類(lèi)部分為鼓勵走航監測設備開(kāi)展監測的污染物，各設備應有至少10個(gè)選測目標物滿(mǎn)足7.1.2節及7.1.3節所規定的重復性、儀器檢出限和準確度指標。通過(guò)附錄的方式對這些污染物進(jìn)行規定，可提升數據的可比性，有助示范區的區域數據互認和跨區域統一評估與管控。
附錄A、附錄B物質(zhì)的選取出于以下三個(gè)考慮：
1) 考慮大氣綜排中有排放限值的，常見(jiàn)的主要污染物。如苯系物等。
2) 考慮市場(chǎng)上各設備的監測能力。取“最大公約數”，選取監測難度相對較低，可供不同設備、不同用戶(hù)單位間相互比較的污染物，以這些污染物作為必測污染物。
3) 考慮管理需求和技術(shù)發(fā)展趨勢，充分發(fā)揮走航監測的優(yōu)勢。為鼓勵走航監測技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步挖掘工業(yè)區復雜污染特征，服務(wù)于環(huán)境管理，在前兩項原則的基礎上，繼續選取多項鹵代烴、含氧揮發(fā)性有機物(OVOCs)、惡臭類(lèi)物質(zhì)，盡量覆蓋最常見(jiàn)的、用量大的、高毒性或高光化學(xué)活性的揮發(fā)性有機物。

結語(yǔ)
近年來(lái)，國家和地方相關(guān)政策都將走航監測作為VOCs污染問(wèn)題排查的重要手段。整個(gè)長(cháng)三角區域，化工園區密集，快速、靈活的走航監測技術(shù)作為VOCs監管的重要手段，亟需依據技術(shù)規范指導工作開(kāi)展，更好地服務(wù)于管理需求。
本技術(shù)規范的發(fā)布與實(shí)施，將規范示范區走航監測工作開(kāi)展，提升不同型號設備間數據的可比性、一致性，助力示范區數據互認和跨區域統一評估與管控，使環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物走航監測技術(shù)更好地服務(wù)于示范區。同時(shí)為長(cháng)三角乃至全國范圍的大氣VOCs科研與環(huán)境執法工作提供可復制、可推廣的經(jīng)驗，引領(lǐng)揮發(fā)性有機物走航監測技術(shù)發(fā)展。
同時(shí)，編制組希望通過(guò)規范的實(shí)施，鼓勵各類(lèi)走航監測技術(shù)在繼續保持機動(dòng)靈活快速的基礎上，盡可能擴大監測范圍，提升對衍生物、極性揮發(fā)性有機物的監測能力，提升定性準確性，為污染摸排提供更有力的支撐。
來(lái)源：環(huán)保