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非甲烷总烃( NMHC) 表征VOCs浓度的若干问题
众所周知,非甲烷总烃( NMHC) 作为表征废气中VOCs 浓度的综合性指标仍是各类标准的主流,广泛用于VOCs固定污染物总量控制、处理设施治理效率、末端排放达标等的评价。虽然2017年NMHC 的修订稿中对非甲烷总烃的定义、标准气体的选取、色谱柱的选择有所更新,但NMHC受FID检测原理的局限,存在无法完全准确地反映每种挥发性有机物的污染程度的问题。即如果用NMHC来表征废气中VOCs的浓度,会存在不准确的情况。

有一项研究选择甲烷、甲苯、苯、甲醇、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、乙腈为代表性VOC物种开展研究,探讨论证了这9种有机化合物在FID氢火焰离子检测器上的相对响应值情况。用《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》( HJ 38-2017) 监测方法分别测定上述9种有机化合物的响应值,以甲烷的单位摩尔碳原子响应值为基准计算各有机化合物相对单位摩尔碳原子响应因子。9 种挥发性有机物在FID 上响应结果如下所示。从中可以看出,各化合物相对单位摩尔碳原子响应因子有较大差异,其范围在0. 36-1. 02。

由于《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》( HJ 38-2017) 用甲烷作为标准气体,因此各组分相对甲烷的响应因子差异直接导致此类化合物测定结果的差异。因此,NMHC并不能完全准确衡量固定污染源中VOCs的总量,尤其在分析含氧类挥发性有机物( OVOCs) 时测定结果普遍偏低。用非甲烷总烃指标来衡量OVOCs 排放为主的化工企业时,废气中挥发性有机物的浓度可能被低估。

从检测原理分析,运用氢火焰离子化检测器( FID) 检测时,有机物通过氢火焰裂解为CH·等自由基,再氧化成CHO+正离子及自由电子,在仪器电场作用下,产生与摩尔碳原子浓度成正比的电流信号而被检测器定量检测。因此,有机化合物在FID中裂解产生CH·自由基的效率直接决定了其的单位摩尔碳原子响应值差异。在化合物中存在羟基、羧基等官能团时,会影响氢火焰裂解化合物产生CH·自由基,从而导致其相对响应值下降,使最终的监测结果偏低

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