化工園區(qū)有毒有害氣體預(yù)警監(jiān)測布點中移動監(jiān)測研究

宛 安

(江西省九江市湖口生態(tài)環(huán)境局,江西 九江 332500)

引言

在化工園區(qū)運行中產(chǎn)生的有毒有害氣體危及大氣環(huán)境，需要加強預(yù)警監(jiān)測。但個別化工園區(qū)片面追求經(jīng)濟效益，輕視環(huán)保工作，導(dǎo)致園區(qū)成為污染重災(zāi)區(qū)。對此，應(yīng)積極采取預(yù)警移動監(jiān)測技術(shù)，有效預(yù)防和減輕園區(qū)污染。

1.化工園區(qū)有毒有害氣體預(yù)警監(jiān)測現(xiàn)狀

以小型化工園區(qū)為例，探索有毒有害氣體預(yù)警監(jiān)控情況。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)共有300余家小型化工園區(qū)，占總化工園區(qū)數(shù)量的65%，且普遍具有體量小、規(guī)模效應(yīng)不足、多且雜亂等特點，尤其是西北地區(qū)更為顯著，預(yù)警監(jiān)測現(xiàn)狀不夠樂觀。據(jù)調(diào)查，某省共有16家省級化工園區(qū)，園區(qū)內(nèi)機械制造、物流與新材料研發(fā)等多行業(yè)并存，且排放有毒有害氣體企業(yè)數(shù)量占總數(shù)的60%，此類園區(qū)受企業(yè)規(guī)模小、布局分散、融資困難、缺乏技術(shù)人員等因素影響，三級預(yù)警體系建設(shè)不完善，體系運行維護難度較大。

2.化工園區(qū)有毒有害氣體預(yù)警移動監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

2.1 氣相色譜法與質(zhì)譜法

該技術(shù)主要以氣體為流動組分進行分離分析，因固定相不同，可將該方法分為氣-固色譜、氣-液色譜兩種類型，前者是固體吸附劑顆粒，后者是表面涂抹固定液的擔(dān)體。該方法具有靈敏、高效、迅速等特點，可同時對多種組分、用品量進行分離，可在有機污染物分析中普及應(yīng)用，如二甲苯、酚類、農(nóng)藥等等。質(zhì)譜法主要對樣品離子強度、質(zhì)量進行測定，并對成分與結(jié)構(gòu)綜合分析。在運行狀態(tài)下為氣相動態(tài)分析，除工作氣壓外，色譜中每項特征均可與質(zhì)譜相匹配，具有樣品用量少、靈敏度強等特征。上述兩種方法作為移動監(jiān)測技術(shù)，均適用于化工園區(qū)有害氣體監(jiān)測，技術(shù)對比如下表1所示。

表1 移動監(jiān)測技術(shù)對比

檢測下限 10-9 10-12響應(yīng)時間 10—20min 10—20min可信度定量分析需要標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、環(huán)境條件嚴(yán)格、分析難度較大定性分析效果好、分辨率較高、抗干擾性強

2.2 紅外光譜技術(shù)

在氣體組分測量期間，紅外光譜技術(shù)應(yīng)用頻率較高。因大氣中大部分氣體均為紅外活性氣體，可吸收和傳遞紅外特征光譜，依靠特征譜測量分析，了解大氣成分與時空變化。該技術(shù)利用Michelson干涉儀將紅外光分成兩束，導(dǎo)致光程差產(chǎn)生，獲得的干涉函數(shù)中包含著光源全體頻率與強度信息，利用計算機將干涉函數(shù)進行傅里葉變換，由此獲得紅外光源強度，并依照波長不同進行分布。該項技術(shù)可對譜帶寬進行準(zhǔn)確測量，分辨率與信噪比較高，定性分析精準(zhǔn)，檢測下限更低，響應(yīng)速度更快。將其應(yīng)用到化工園區(qū)中，可使測量光程延長到10—64m之間，適用于園區(qū)預(yù)警、巡檢與溯源，提高檢測靈敏度；還具備300余種特征污染物光譜庫，常見有害氣體的檢測限、檢測精度如下表2所示。

表2 常見有害氣體檢測情況

2.3 車載監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)前化工園區(qū)有害氣體監(jiān)測需要靈活布點，要求監(jiān)測系統(tǒng)反應(yīng)靈敏、連續(xù)性強、準(zhǔn)確判別爆炸危險，由此設(shè)計出車載預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，可在監(jiān)測現(xiàn)場創(chuàng)造獨立監(jiān)測環(huán)境，具體應(yīng)用如下。

2.3.1 數(shù)據(jù)采集傳輸。預(yù)警子站將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞到預(yù)警平臺，由平臺設(shè)置預(yù)警閾值進行不良氣體自動預(yù)警，從而確定不良氣體濃度、狀態(tài)、風(fēng)險程度等，并依據(jù)安全、警告與預(yù)警因子劃定界限。閾值設(shè)定值可根據(jù)不良氣體濃度、響應(yīng)時間而定，使相鄰傳感器、報警數(shù)量、順序與濃度等數(shù)值更加合理；采集系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)實時顯示、數(shù)據(jù)查詢、報表、存儲備份等功能；可在信息應(yīng)用平臺中創(chuàng)建風(fēng)險源管理機制，理清不同風(fēng)險源數(shù)量，并從環(huán)境質(zhì)量、風(fēng)險源、視頻監(jiān)控等角度著手，創(chuàng)建事前預(yù)警機制，做到及時響應(yīng)、準(zhǔn)確檢測與決策，將現(xiàn)場與指揮中心有機聯(lián)合起來，實現(xiàn)多級聯(lián)動指揮，快捷高效的處理問題。

2.3.2 環(huán)境預(yù)測。當(dāng)前許多車載系統(tǒng)都配備了GC、GC-MS分析儀，但在車載系統(tǒng)中如若安裝FTIR分析儀，便無需與有害物質(zhì)直接接觸，可利用傳感器探測的方式采集目標(biāo)信息，利用通信技術(shù)傳遞信息后分析驗證，判斷目標(biāo)體性質(zhì)與分布情況。在環(huán)境預(yù)測系統(tǒng)中包含數(shù)據(jù)采集、傳輸、核心設(shè)備以及車體輔助設(shè)備等內(nèi)容，其中核心設(shè)備主要依靠MCT進行監(jiān)測。

2.3.3 污染溯源。根據(jù)不同風(fēng)險源特征創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，針對超標(biāo)預(yù)警、預(yù)測預(yù)警等事件，采用“電線域”移動監(jiān)測的方式追溯污染源頭，并與巡查執(zhí)法系統(tǒng)相聯(lián)合，實施精準(zhǔn)執(zhí)法。同時，發(fā)揮該系統(tǒng)中輔助設(shè)備的作用，如車內(nèi)安裝的GPS監(jiān)控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音視頻傳輸系統(tǒng)等等，可完成自動采樣、連續(xù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)實時查詢與顯示等功能，還可及時預(yù)警。系統(tǒng)可利用先進的移動技術(shù)，使數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度得到保障，為園區(qū)不良氣體監(jiān)測提供強有力的數(shù)據(jù)支持。

結(jié)論

綜上所述，在節(jié)能環(huán)保政策實施下，化工園區(qū)不良氣體風(fēng)險預(yù)警監(jiān)測工作受到高度重視。相關(guān)企業(yè)應(yīng)積極引入先進信息技術(shù)，利用氣相色譜法與質(zhì)譜法、紅外光譜技術(shù)、車載監(jiān)控系統(tǒng)等，掌握園區(qū)不良氣體動態(tài)變化規(guī)律、污染發(fā)展趨勢，并對污染超標(biāo)行為及時預(yù)警，實施應(yīng)急處理，并與巡查執(zhí)法系統(tǒng)相聯(lián)合，做到追本溯源，爭取從源頭處消除有害氣體，由此改善園區(qū)環(huán)境，提高污染管理水平。