改革開放后,隨著我國輕重工業的迅速發展,給我們的各項生活帶來了翻天覆地的變化,但同時也對所處生活環境帶來了極大的破壞.環境質量越來越差,就大氣環境污染情況而言,僅我國煤炭行業每年就向大氣排放高達700萬噸的VOCs,給人們的生存環境帶來了極大的影響,危害了人體健康,因此有效監測VOCs對大氣環境的治理和污染預防非常重要.
1、VOCs是什么
VOCs是揮發性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。
世界衛生組織WHO對總揮發性有機化合物(TVOCs)的定義為,熔點低于室溫而沸點在50-260℃之間的揮發性有機化合物的總稱。
美國ASTMd3960-98標準將VOCs定義為任何能參加大氣光化學反應的有機化合物。美國聯邦環保署EPA的定義:揮發性有機化合物是除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外,任何參加大氣光化學反應的碳化合物。
我國國家標準《室內空氣質量標準》(GB/T 18883-2002)中對總揮發性有機化合物(Total Volatile Organic Compounds TVOC)的定義是:利用Tenax GC和Tenax TA采樣,采用非極性色譜柱(極性指數小于10)進行分析,保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發性有機化合物的總稱。
2、VOCs的主要成分
烴類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他。VOC的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。
3、VOCs與霧霾的關系
許多VOCs經過大氣化學反應之后被轉化為不揮發或半揮發的有機物,成為二次有機氣溶膠(簡稱SOA)。此外,VOCs作為大氣化學反應的“燃料”,通過形成臭氧等增加了大氣氧化性,對于二氧化硫、氮氧化物等污染氣體轉化形成硫酸鹽和硝酸鹽氣溶膠起重要作用,從而也促進了霾的形成。可見VOCs也是導致霾形成的重要原因,對霾污染形成具有直接和間接的作用。
4、VOCs對人身健康的危害
當空氣中的VOCs和氮氧化物等濃度較高時,在強烈紫外光照和高溫條件下,再遇上不利擴散的條件(如河谷或山谷地形、穩定的高氣壓天氣等),光化學反應產物就會大量積累,從而使臭氧、過氧乙酰硝酸酯、細顆粒物等濃度急劇升高,因而形成刺激性的淺藍色煙霧。這種污染現象叫做光化學煙霧。1943年,在美國洛杉磯首次出現這種污染現象,隨后數年里多次重復出現,嚴重影響人體健康,導致了許多人員死亡以及大量的健康和經濟損失。高濃度的VOCs是光化學煙霧形成的必要條件。洛杉磯的光化學煙霧就是因為汽車尾氣和工業廢氣排放的大量VOCs與氮氧化物在夏季強光和高溫條件下反應的結果。
5、VOCs來源于哪些行業
在室外,主要來自燃料燃燒和交通運輸產生的工業廢氣、汽車尾氣、光化學污染等。
在室內則主要來自燃煤和天然氣等燃燒產物、吸煙、采暖和烹調等的煙霧,建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。
通過以上的介紹我們可以知道,VOC對人體和環境的影響都是非常巨大的,環保部門對產生VOC工業廢氣的企業也是嚴格監管,更在近幾年的兩會上陸續提及打贏環境污染攻堅戰等各種實際可行的方法舉措,這些都再次印證了環境對整個社會發展的重要影響性,由此也衍生出一批專注VOCs氣體檢測的傳感器。
對于VOCs在線監測,VOCs氣體檢測的傳感器有PID光離子原理、電化學檢測原理和半導體原理。
工采網代理的英國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、穩定性高,量程寬,性價比高,是當前VOCs氣體監測中最為常見的檢測方案;可檢測VOCs等可揮發性氣體種類多;分別常用于煉油工業監測,危險化學品泄露的緊急處理以及泄露危險區域界定,油罐油站的安全監測,有機物排放凈化效率監測以及大氣監測應用等。
英國Alphasense 電化學原理的VOC傳感器 VOC-A4 和 VOC-B4:Alphasense VOC 電化學傳感器 VOC-A4 和 VOC-B4是我們電流型四電極空氣質量傳感器的完美搭檔。 在環境空氣質量應用中,VOC-A4 和 VOC-B4 應與我們Alphasense的 A 系(CO-A4) 或 B 系(CO-B4) 一氧化碳傳感器之一結合使用。 雖然我們建議針對空氣質量應用使用這些傳感器時不需要偏壓,但 VOC-A4 和 VOC-B4 的偏壓都可以更改為0V、0.1V、0.2V 或 0.3V,從而允許選擇檢測不同種類的氣體。
英國Alphasense半導體VOC傳感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1:VOC傳感器VOC-MF1,VOC-PF1,VOC-AF1為寬帶總揮發性有機物(Total VOC)探測器。當考慮到PID的成本問題時,可用本VOC氣體傳感器來檢測10~50ppb的VOC,具體取決于VOC種類,例如甲醛,甲苯等VOC氣體。與常見的n型傳感器不同,本金屬氧化物傳感器的動態范圍大、響應可重復、受濕度影響小,并且遇大多數VOC電阻會上升。通過簡單的電氣線路可將電阻的改變轉換成輸出電壓。盡管傳感器可在恒溫/恒壓模式下運行,但傳感器在400℃(感應溫度)~525℃(重置溫度)之間循環時響應最佳。
審核編輯:符乾江
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