按生態環境部6月24日印發的《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》明確要求:各地應進一步提高執法裝備水平,各級生態環境部門應配備便攜式大氣污染物快速檢測儀、VOCs泄漏檢測儀、微風風速儀、油氣回收三項檢測儀等。
當前,各地生態環境部門把揮發性有機物(VOCs)治理攻堅作為打贏藍天保衛戰收官的重要任務,正如火如荼針對臭氧污染開展VOCs攻堅行動,針對重點管控企業深入開展精準執法和幫扶指導等系列工作。
據《VOCs前沿》了解,目前各地深入開展涉VOCs排放企業的精準執法和幫扶指導工作時,其中一項必備的“硬核裝備”技術手段是通過便攜式監測儀器進行現場定量定性的排查分析,提出針對性治理措施。
據悉目前市場上常見的便攜式揮發性有機化合物的檢測儀器主要利用FID和PID兩種。光離子化檢測器(簡稱PID)和氫火焰離子化檢測器(簡稱FID)是對低濃度氣體和有機廢氣具有很好靈敏度的檢測器,優化的配置可以檢測不同的氣體和有機廢氣。這兩種技術都能檢測到ppm水平的濃度,但是它們所采用的是不同的檢測方法。每種檢測技術都有它的優點和不足,針對特殊的應用就要選用最適合的檢測技術來檢測。
PID和FID的區別
工作原理
PID
PID是采用一個紫外燈來離子化樣品氣體,從而檢測其濃度。當樣品分子吸收到高紫外線能量時,分子被電離成帶正負電荷的離子,這些離子被電荷傳感器感受到,形成電流信號。紫外線電離的只是小部分VOC分子,因此在電離后它們還能結合成完整的分子,以便對樣品做進一步的分析。
FID
FID是采用氫火焰的辦法將樣品氣體進行電離,這些電離的離子可以很容易的被電極檢測到,這些樣氣被完全的燒盡。因此FID的檢測對樣品是有破壞性的,檢測完畢后排出的樣品。
對不同氣體的靈敏度排列
PID
芳香族化合物和碘化物?>?石蠟、酮、醚、胺、硫化物?>?酯、醛、醇、脂肪?>鹵化脂、乙烷?>?甲烷(沒響應)。
FID
芳香族化合物和長鏈化合物 > 短鏈化合物(甲烷等)> 氯、溴和碘及其化合物。因此在同樣的氣流情況下,我們同時用PID和FID來檢測會得到不同的數據。總的來講,PID是對官能團的一個響應,FID是對碳鏈的響應。只有像丙烷、異丁烯、丙酮這樣的分子,PID和FID對它們的響應靈敏度十分相近,另外,使用不同的PID燈還會有不同的靈敏度。例如丁醇在9.8、10.6和11.6eV的燈下靈敏度分別為1、15、50。此外 ,多數現場使用的便攜式FID有一個火焰隔絕裝置,控制火焰,使傳感器具有防爆性能。當有大分子緩慢擴散到FID的傳感器時往往補償了響應的不足,而PID可通過選擇不同能量的燈來避免一些化合物的干擾,或者選擇最高能量的燈來檢測最廣譜的化合物,因此可以說FID與PID相比是一個更廣譜的檢測器它沒有任何選擇性。
甲烷的響應和干擾
FID常用甲烷來標定,但是PID對甲烷沒有任何的響應,需要有一個12.6eV的紫外光源才能將甲烷離子化,目前PID是不能做到的。因此FID是檢測天然氣(主要有甲烷組成)的有利武器。另一方面,PID能很好的檢測垃圾填埋場的有毒VOC,如果用FID來檢測垃圾填埋場的VOC,那么現場的甲烷氣體會對FID產生極大的干擾。
檢測極限、范圍和線性響應和干擾
PID
PID能檢測1ppb~4000ppm 或0.1ppm~10000ppm的VOC, PID可以檢測更低濃度的VOC。
FID
FID能檢測1~50000ppm,FID有更好的線性。
高濕度
PID
PID可以檢測更低濃度的VOC,在高濃度 (>1000ppm) 情況下, FID有更好的線性。
FID
一般情況,濕度對FID沒有任何影響,因為火焰能將濕度清除,除非有水直接進入到傳感器中。
惰性氣體
PID
PID能在像氮氣或氬氣的惰性氣體環境中直接檢測VOC ,響應不會隨惰性氣體濃度的變化有任何的影響。
FID
FID的工作原理要求有固定濃度的氧氣存在,便攜式FID的氧氣來源通常是來自樣品氣體。因此,如果要測量一個管道或容器內的穩定氣體時,FID就要采用周圍的氧氣來稀釋樣品后才能成功檢測。
PID和FID性能對照表