傳感器技術(PID、FID)在VOCs監測中的應用

8月4日生態環境部印發《關于加快解決當前揮發性有機物治理突出問題的通知》，對各行各業揮發性有機物(VOCs)的排放要求與檢查細則做出詳細規定。山東、廣東等地級市也紛紛發布區域VOCs治理改造要求或意見征集。政策的不斷出臺，表明國家治理VOCs污染的決心和實際行動，VOCs污染將成為“十四五"乃至更長一段時間大氣污染治理領域的主角，VOCs監測與治理市場已進入加速發展期。

VOCs(揮發性有機物)是大氣中形成臭氧和PM2.5的重要前體物。石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、油品儲運銷等行業是VOCs重點排放源。相對于顆粒物、二氧化硫、氮氧化物污染控制，我國VOCs管理基礎薄弱，已成為大氣環境管理的短板。近年來，我國VOCs治理行業正處在快速發展階段，集中度將不斷提升，VOCs治理市場規模大幅擴容。據研究機構預測，未來5年，這一市場規模有望超過3000億元。

目前市面上有很多VOCs在線監測系統，讓人眼花繚亂，其實他們監測氣體都差不多，只是依據檢驗方式的不一樣，主要可分成光離子化檢測器（PID）和火焰離子化檢測器（FID）兩大類。VOCs在線監測儀盡管都能監測揮發物有機化合物，但二者還是有很多不同點。

VOCs監測技術分為以下幾種類型：

傳感器技術：常用傳感器為PID傳感器、FID傳感器;PID傳感器對烷烴響應低;FID傳感器對碳氫響應靈敏;兩者監測精度均可達PPb，但無法區分VOC種類;常用于危險區域報警、室內環境空氣監測。

色譜技術：色譜柱分離法可以測定揮發性有機化合物總量和特征成分，但分析周期長，一般用于固定污染源的在線監測。

質量分析技術：高敏感度（PPT）響應時間短，測量部件多，不需要矯正。但是價格相對昂貴。一般用于實驗室、醫院、環境應急/追溯的檢測。

光譜技術：經常使用FTIR、TDLAS，響應速度快，一般用于地區環境監測/污染源監測。

VOCs常用的分析方法：

PID（應用監測THC，TVOC）：探測器體積小，不需要輔助氣體，經常用于現場和室內空氣監測、危險/泄漏氣體應急監測和預警，主要是檢測濃度為1ppb-1500ppm的低濃度揮發性有機化合物等有毒氣體。靈敏度高，廣泛應用的探測器。

FID（THC、TVOC的應用監測）：對THC的反應快，線性范圍廣，監測氣體參數更加精準，使用方便，因此價格也相對較高。

氣體色譜（FID/PID/MS）（應用監測THC，TVOC，VOCS）：敏感度高，選擇性強，同時測量多種成分。取樣分析周期長，響應速度慢。

FTIR（應用監測VOCS）：技術成熟可以監測多種VOCS。現場測量周期短，響應時間快，敏感度低，光學部件的維護成本高。

DOAS（應用監測VOCS（苯類物）：技術成熟，多種成分可同時測定，不需要預備處理，反應快，但敏感度低，主要用于苯類監測。

PID和FID不同之處

檢驗原理不一樣：光離子化檢測器（簡稱PID）原理的VOCs在線監測儀在檢驗樣氣時，應用紫外線燈光效果來離子化樣氣，以監測VOC的濃度值，在樣氣排出后仍可對樣氣做二次剖析；而選用FID原理的VOC在線監測儀在檢驗樣氣時，應用氫火焰離子化樣氣，點燃后的樣氣排出后，VOCs氣體成分和濃度值都發生了轉變，不能做二次剖析。

監測范疇不一樣：PID的監測范疇是1~4000ppm或0.1~10000ppm；而FID的監測范疇是1~50000ppm，當VOC的濃度值高過10000ppm時，FID線形更強。因此依據當場的VOC濃度值能夠挑選適合精確測量原理的VOCs在線監測儀。

安裝和應用不一樣：在安裝和應用層面，選用PID的VOCs線上監測儀身型更加小巧，安裝操作方便，成本費較低；選用FID原理的VOCs在線監測儀因必須氡氣瓶或氫氣發生器，因此在安裝難度系數和技術標準需要高過PID，且成本費較高。

商品制成品不一樣：一般選用PID的VOCs在線監測儀可制成攜帶式VOCs在線監測儀或VOCs在線報警儀，但在自然環境惡劣的環境必須按時清除紫外線殺菌燈和感應器；選用FID的VOCs在線監測儀一般制成身型很大的服務器機柜，內嵌氫氣發生器和零氣產生器。

對于VOCs在線監測儀中的PID傳感器選擇,可以選擇工采網推出的英國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。