2023 年 10 月，中華環保聯合會 VOCs 污染防治專業委員會組織召開了《便攜式揮發性有機物檢測儀（PID）》專家審查會。

2023 年 10 月，完成《便攜式揮發性有機物檢測儀（PID）》（征求意見稿），并面向社會公開征求意見。

揮發性有機物的危害

揮發性有機物（volatile organic compounds，簡稱 VOCs），是指參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物，在 20℃時蒸汽壓不小于 10 Pa 或者 101.325 kPa 標準大氣壓下，沸點不高 于 260℃的有機化合物或者實際生產條件下具有以上相應揮發性的有機化合物 （甲烷除外）的統稱。一般包括烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、酮、醇、醚、酯等 以及部分含有 N、O、S、鹵素等替代原子的有機物。

VOCs 按產生方式可分為自然源和人為源。自然源碳氫的排放量較大，主要為甲烷、異戊二烯、單萜烯及其他 VOCs 等。人為源主要是石油煉制、加工、儲存、運輸和使用過程中的排放。石化行業是 VOCs 最大排放源，其次涂料、油墨、印刷、微電子、粘膠劑、干洗業等行業的溶劑應用造成大量 VOCs 排放。

VOCs 按排放方式分為固定源和流動源。固定源主要為各類企業生產活動、油品化學品儲罐呼吸、加油站輸油等排放；流動源主要是機動車、船舶、飛機等以石油為主要燃料的發動機尾氣的排放。

VOCs 大量排放對人體產生健康危害，對環境影響也很明顯。

（1）毒性與健康危害

VOCs 組分對人體健康影響分為三種：一是感官刺激，包括氣味對感官的刺激，還會使人感覺皮膚干燥等；二是黏膜刺激和其他系統毒性導致的病態，刺激眼黏膜、鼻黏膜、呼吸道和皮膚等，VOCs 組分很容易通過血液進入大腦，從而導致中樞神經系統受到抑制，使人產生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺；三是基因毒性和致癌性。

（2）環境危害

VOCs 普遍具有光化學活性，是形成 PM2.5 和臭氧的重要前體物，排放至大氣中的 VOCs 組分與氮氧化物、一氧化碳等一次污染物在大氣中經紫外線照射，發生光化學反應，形成最終產物為 O3和 PM2.5，導致光化學煙霧、城市灰霾等復合大氣污染。部分 VOCs 還能增強溫室效應，具有累積性和持久性。

為加強石化、化工、包裝印刷、工業涂裝等 VOCs 排放重點行業監測監控，2019 年生態環境部印發《關于印發<重點行業揮發性有機物綜合治理方案>的通知》（環大氣〔2019〕53 號）提出，鼓勵企業配備便攜式 VOCs 監測儀器，及時了解掌握排污狀況。加快出臺 VOCs 便攜式監測技術規范。

2020 年生態環境部印發《關于印發<生態環境綜合執法裝備標準化建設指導標準 2020 年版>的通知中》（環辦執法〔2020〕35 號）明確將手持式光離子化檢測儀（PID）列入現場執法輔助設備。

2021 年生態環境部印發《關于加快解決當前揮發性有機物治理突出問題的通知》（環大氣〔2021〕65 號） 要求采用便攜式設備對旁路廢氣排放情況進行現場檢測。

隨著傳感器在環境空氣監測中的應用逐漸增加，對設備性能的標準化研究是近些年國際上廣泛關注的重點 。 歐 盟 European Metrology Research Program （ EURAMET ） 和 美 國 EPA Air Quality Sensor Performance Evaluation center(AQ-SPEC)，根據自己的測試程序對空氣傳感器進行實驗室 和現場測試，包括 CO、NO、NO2、CO2、O3和顆粒物傳感器。但針對 VOCs 傳感器的測試，僅有美國 EPA 對部分設備進行了測試，大多設備效果欠佳。且研究表明 VOCs 傳感器在使用過程中仍然存在一定的問題，如傳感器可受到環 境濕度、溫度和干擾氣體的影響，目前尚未對相關影響的系統性研究。

傳感器設備使用的技術規范方面，2017 年 8 月頒布的 METHOD 21 -DETERMINATION OF VOLATILE ORGANIC COMPOUND LEAKS 標準方法，規定了針對高濃度 VOCs 泄漏監測設備的使用技術要求。

在商業上可用于監測 VOCs 的傳感器主要分為兩類：一類是用于識別爆炸風險的傳感器，包括熱傳感器（熱敏電阻）和紅外輻射吸收傳感器。另一類是用于監測 VOC 氣體的傳感器，包括電化學、固體電解質半導體和光離子化傳感器。

光離子化檢測器（PID）作為一種檢測手段已有六十多年的發展歷史。早在 1957 年 Robinson 首先報導了這種儀器的研制。1974 年前后，PID 研制取 得了突破性進展，進入了實用階段。1983 年光離子化學被美國國家環保局（EPA）、美國職業安全與健康局（OSHA）和美國職業安全與健康研究所（NIOSHA）定為環境大氣中有毒物質分析檢測方法。隨著 PID 技術的快速進步，美國的華瑞（RAE）、英思科（Indsci）和英國的離子科學（Ion Science）公司均推出各具特色的 PID 系列產品，但主要針對μmol/mol 級高濃度泄漏氣體的測量。1993 年 Ion Science 公司生產出是世界上第一臺最低濃度可達1nmol/mol 的高精度 PID。金屬氧化物半導體傳感器（MOS）于上世紀 30 年代開始發展，自 1967 年，日本費加羅（Figaro）公司推出金屬 Pd 和 Pt 的SnO2 氣敏原件后，氣體傳感器實現了商業化，目前兩種傳感器均可達到nmol/mol 級別測量，在氣體監測領域廣泛應用。

我國對傳感器的研究稍晚，于上世紀 80 年代才開始真正意義上的研究。在近 20 年取得了快速發展，涌現出 10 余家傳感器研發生產商和上百家傳感器設 備集成商。國內市場上揮發性有機物監測設備的傳感器多來自于英國離子科學公司、英國 Alphasense 公司和美國 Baseline 公司等，少數來自國內自主品牌， 監測設備多數采用光離子化檢測器，部分采用金屬氧化物半導體傳感器。

近些年來， 除了老牌PID傳感器廠家（ 霍 尼 韋 爾 、 Ion Science 、 Baseline），還出現了納華、盛密、鎂匯、蘇薩等新興 PID 傳感器廠家，每年傳感器產量約幾萬只。

設備層面上除了傳統的霍尼韋爾（RAE）、Ion（Tiger），現在市面上也涌現了青島明華、江蘇天瑞、天津智易時代、北京華泰諾安、北京科爾康等便攜式設備集成商，年產量近萬臺。

PID 設備按照儀器性能可用于有組織和無組織監測。有組織監測采用高量程傳感器，用于常規管路及旁路濃度測試。特定環境需要降溫除濕且不會導致濃度損失的措施。無組織監測采用低量程傳感器，用于日常點位巡檢及監測。一旦超過設定安全量程，應及時撤離。主要應用領域包括土壤污染檢測：廢渣埋填中的 VOC、IAQ 測量工業揮發物、染料與化學儲存品的泄漏：健康與安全；STEL 與 TWA 監測、密閉空間預警、急救者篩檢； VOC泄漏檢測；機翼油箱進入、醫院醫學氣體、熏煙氣體、飛逸性排放等。

便攜式 PID 設備的優點在于快速方便、操作簡單，與非甲烷總烴有對應關系；在可定性的情況下，設備可以定量分析。缺點是設備在現場可能無響應，在無法定性的情況下，無法進行定量分析。目前影響便攜式 PID 設備測試結果的三個主要因素：

（1） 應用場景：場景中如存在不響應因子，則會影響數據準確性；

（2） 傳感器量程：過大的量程會導致環境測量數據失真；

（3） 校準系數：復雜環境下校準系數無法選擇，僅針對已知濃度的因子；

PID 傳感器測量對象是紫外燈（目前多采用 10.6eV）可響應物質的總和，并非現場實際的揮發性有機物，故在傳感器校準準確的前提條件下，對現場情況分析后，方可進行應用，包括部分無機物和揮發性有機物。

綜上所述，國內亟需制訂便攜式揮發性有機物檢測儀 PID 的技術要求和監測規范，從而填補國內空白，推動揮發性有機物便攜式監測設備行業的有序發展，以豐富揮發性有機物快速檢測的技術手段，支撐監測執法聯動。

工采網代理了英國Alphasense公司和美國Baseline公司的PID傳感器 以及日本費加羅（Figaro）公司的半導體傳感器，可以滿足大部分VOCs檢測客戶的需求，想了解更多傳感器產品資料及應用，請咨詢工采網在線技術工程師。

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意見稿來源：《便攜式揮發性有機物檢測儀（PID）技術要求及監測規范（征求意見稿）》

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