一种污油池挥发性有机物监测方法和设备

摘要

本发明提出了一种污油池挥发性有机物监测方法和设备，属于环境监测技术领域，所述污油池挥发性有机物监测方法包括如下步骤：现场勘查、监测方案制定、监测准备、采样监测、数据整理。此外，本发明还公开了一种污油池挥发性有机物监测设备，用于上述挥发性有机物监测方法，所述监测设备包括支撑设备，监测设备和连接设备。本发明所述的监测方法，过程简单，全面，适用于多种污油池挥发性有机物的监测。本发明采用自动监测设备进行污油池挥发性有机物监测，整个监测过程更加的简单，方便，监测过程更加灵活。本发明所使用的自动监测设备，两侧带有的可伸缩挡风板能够有效的隔绝其他排放源所带来的干扰，使监测所得到的数据更加的准确。

说明书

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种污油池挥发性有机物监测方 法和设备。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是大气臭氧和二次气溶胶形成的主要前体物之一，， 具有光化学活性，可产生臭氧污染，是导致雾霾天气形成的主要原因之一。挥 发性有机物(VOCs)的组分十分复杂，分为包括醛、酮、醇、醚等的含氧有 机化合物(VOCs)，包括烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃的非甲烷碳氢化合物 (NMHCs)，卤代烃，含氮化合物，含硫化合物等几大类成千上万种物质。

近年来，研究人员对石油加工及储运环节VOCs监测核算及治理进行了大 量工作，大部分的污染源VOCs排放得到了有效的控制，炼化企业的VOCs总 量也被逐渐的摸清。在油田开采环节中，存在较多VOCs污染源，但是目前油 田行业缺乏有效的VOCs排放源的VOCs监测核算技术，针对现有技术存在的 问题，本发明提供了一种监测效果好，监测结果准确的污油池挥发性有机物的 监测方法和设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测效果好，监测结果准确的污油池挥发性有 机物监测方法，并且提供一种用于该监测方法的自动监测设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种污油池挥发性有机物监测方法，包括 如下步骤：现场勘查、监测方案制定、监测准备、采样监测、数据整理。

优选地，所述现场勘查的具体步骤如下:现场测量被监测的污油池的池长、 池宽、规模和排放高度。

优选地，所述监测方案制定的具体步骤如下：将参照点设置于面源上风向 2m处；将近源浓度的采样区设置在污油池4条边的中心，距离采样池池壁 300mm，距离污水液面100mm；下风向设置3条采样线，所述采样线分别为2m 采样线、5m采样线和10m采样线，每条采样线上设置3个监控点；每天监测不 少于3次，连续监测3-5天。

优选地，所述监测准备的具体步骤如下：(1)对监测仪器进行核查，确保 监测仪器能够响应待测排放源所排放的主要VOCs组分；(2)确定监测仪器对 于待测排放源排放的各种VOCs的响应系数，且确保响应系数小于10；(3)完 成仪器示值相对误差测定，且确保相对误差应小于10％；(4)进行仪器响应时 间测试。

优选地，所述采样监测的具体步骤如下：(1)向仪器采样探头通入校准参 考化合物标准气体对仪器进行校准；(2)监测仪器采样探头顶端距离池壁 300mm，距离液面100mm；监测实施时，使用风速仪测定记录距离池面高度500mm 处的风速，当风速小于1.5m/s时，逸散排放相对稳定的情况下，使用挥发性 有机物自动监测设备对2m采样线、5m采样线和10m采样线进行监测，按照监 测方案所制定的采样点位置顺序监测3个轮次。

优选地，所述数据整理的具体步骤如下：(1)对监测所得的数据进行相关 性分析，计算污油池每天和每条采样线监测数据的相关系数；(2)取相关系数 较高的监测数据参与核算，核算按照如下方法进行：

根据相关性分析结果，结合采样时记录的气象数据，挑选出与近源浓度间 有较高相关系数的监测数据代入公式中，得出每个监测数据对应的挥发性有机 物排放量，对这些数据进行分析，剔除异常数据，取剩余数据的平均值作为该 污油池的挥发性有机物排放量计算结果；

污油池挥发性有机物排放量的计算公式如下：

公式中：K为VOCs组成系数，取值为0.35-1.0，ρ0为污油池地面的污染 物质量浓度监测数据，mg/m

除此之外，本发明提供一种污油池挥发性有机物自动监测设备，包括支撑 设备，监测设备和连接设备。

优选地，所述支撑设备包括底座，所述底座下方设置有4个滚轮，所述底 座上方设置有2个竖向支撑杆，所述竖向支撑杆之间通过横向支撑杆连接。

优选地，所述监测设备包括控制箱，所述控制箱位于所述竖向支撑杆上端， 所述控制箱左右两侧分别设置有可伸缩挡风板，所述控制箱前侧的中部设置有 监测箱，所述监测箱前侧设置有第一监测仪，所述监测箱左右两侧分别设置有 第一自动伸缩杆，所述第一自动伸缩杆上设置有第二监测仪和第三监测仪。

优选地，所述连接设备包括第二自动伸缩杆，所述第二自动伸缩杆固定连 接于所述控制箱前侧的下端，所述第二自动伸缩杆设置有3节；所述第二自动 伸缩杆顶端设置有卡扣套筒，所述卡扣套筒通过卡扣连接的方式与污油池上相 应的固定设备连接。

本发明的有益效果在于

1.本发明所述的监测方法，过程简单，全面，适用于多种污油池挥发性有 机物的监测。

2.本发明采用自动监测设备进行污油池挥发性有机物监测，整个监测过程 更加的简单，方便，监测过程更加灵活。

3.本发明所使用的自动监测设备，两侧带有的可伸缩挡风板能够有效的隔 绝其他排放源所带来的干扰，使监测所得到的数据更加的准确。

附图说明

图1污油池采样布点示意图

图2实施例1污油池源强分布图

图3对比例污油池源强分布图

图4挥发性有机物自动监测设备结构图

图5挥发性有机物自动监测设备正视图

图6挥发性有机物自动监测设备监测箱局部放大图

图7挥发性有机物自动监测设备俯视图

1.支撑设备2.监测设备3.连接设备101.底座102.滚轮103.竖向支撑杆 104.横向支撑杆201.控制箱202.可伸缩挡风板203.监测箱204.第一监测仪205.第一自动伸缩杆206.第二监测仪207.第三监测仪301.第二自动伸缩杆 302.卡扣套筒

具体实施方式

实施例1

1.现场测量被监测的污油池的池长、池宽、规模和排放高度，结果见表1。

2.设置参照点设于面源上风向2m处；设置近源浓度的采样区位于污油池4 条边的中心，距离采样池池壁300mm，距离污水液面100mm；下风向设置3条 采样线，所述采样线分别为2m采样线、5m采样线和10m采样线，每条采样线 上设置3个监控点；每天监测3次，连续监测4天。

3.对监测仪器进行核查，确保火焰离子化监测器、光离子化监测器、红外 吸收监测器能够响应待测排放源所排放的主要VOCs组分；确定所述仪器能够 确定被测排放源排放的各种VOCs的响应系数且响应系数小于10；完成仪器示 值相对误差测定，且确保相对误差应小于10％；进行仪器响应时间测试。

4.在仪器预热和零气校准后，向仪器采样探头通入校准参考化合物标准气 体对仪器进行校准；监测仪器采样探头顶端距离池壁300mm，距离液面100mm； 监测实施时，使用风速仪测定记录距离池面高度500mm处的风速，当风速小于 1.5m/s时，逸散排放相对稳定的情况下，使用挥发性有机物自动监测设备对 2m采样线，5m采样线和10m采样线进行监测，按照监测方案所制定的采样点 位置顺序监测3个轮次，结果见表2。

6.对监测所得的数据进行相关性分析，计算污油池每天和每条采样线监测 数据的相关系数，结果见表3和表4；根据相关性分析结果，结合采样时记录 的气象数据，将监测数据代入公式进行源强计算，得到污油池的源强分布图， 结果见图1。

实施例2

一种挥发性有机物自动监测设备，包括支撑设备1，监测设备1和连接设 备3。

优选地，所述支撑设备1包括底座101，所述底座101下方设置有4个滚 轮202，所述底座101上方设置有2个竖向支撑杆103，所述竖向支撑杆103 之间通过横向支撑杆104连接。

优选地，所述监测设备2包括控制箱201，所述控制箱201位于所述竖向 支撑杆103上端，所述控制箱201左右两侧分别设置有可伸缩挡风板202，所 述控制箱201前侧的中部设置有监测箱203，所述监测箱203前侧设置有第一 监测仪204，所述监测箱203左右两侧分别设置有第一自动伸缩杆205，所述 第一自动伸缩杆205上设置有第二监测仪206和第三监测仪207。

优选地，所述连接设备3包括第二自动伸缩杆301，所述第二自动伸缩杆 301固定连接于所述控制箱201前侧的下端，所述第二自动伸缩杆301设置有 3节；所述第二自动伸缩杆301顶端设置有卡扣套筒302，所述卡扣套筒302 通过卡扣连接的方式与污油池上相应的固定设备连接。

对比例

1.现场测量被监测的污油池的池长、池宽、规模和排放高度，结果见表1。

2.设置参照点设于面源上风向2m处；设置近源浓度的采样区位于污油池4 条边的中心，距离采样池池壁300mm，距离污水液面100mm；下风向设置3条 采样线，所述采样线分别为2m采样线、5m采样线和10m采样线，每条采样线 上设置3个监控点；每天监测3次，连续监测4天。

3.对监测仪器进行核查，确保火焰离子化监测器、光离子化监测器、红外 吸收监测器能够响应待测排放源所排放的主要VOCs组分；确定所述仪器能够 确定被测排放源排放的各种VOCs的响应系数且响应系数小于10；完成仪器示 值相对误差测定，且确保相对误差应小于10％；进行仪器响应时间测试。

4.在仪器预热和零气校准后，向仪器采样探头通入校准参考化合物标准气 体对仪器进行校准；监测仪器采样探头顶端距离池壁300mm，距离液面100mm； 监测实施时，使用风速仪测定记录距离池面高度500mm处的风速，当风速小于 1.5m/s时，逸散排放相对稳定的情况下，人工使用监测仪器对各采样点进行监 测，按照监测方案所制定的采样点位置顺序监测3个轮次，结果见表5。

6.对监测所得的数据进行相关性分析，计算污油池每天和每条采样线监测 数据的相关系数，结果见表6和表7；根据相关性分析结果，结合采样时记录 的气象数据，将监测数据代入公式进行源强计算，得到污油池的源强分布图， 结果见图2。

实验结果

表1污油池基本概况

表2实施例1污油池VOCs质量浓度的监测数据

表3实施例1污油池各天监测数据之间的Pearson相关系数

表4实施例1污油池各采样线监测数据之间的Pearson相关系数

表5对比例污油池VOCs质量浓度的监测数据

表6对比例污油池各天监测数据之间的Pearson相关系数

表7对比例污油池采样线监测数据之间的Pearson相关系数

从表3可以看出，污油池的4天监测数据之间的相关系数均为正且都在 0.792以上，相关性好，可推测这4天监测数据同源的可能性大。通过表4可 以发现：三条采样线监测数据间的相关系数均在0.700以上，可推测三条采样 线上的监测数据有相同的来源的可能性很大；近源采样区与其他三条采样线监 测数据的相关性也很高，说明2、5、10m采样线的VOCs均来源于近源采样 区VOCs的扩散，受其他排放源的干扰很小。在进行源强反推时，所有监测数 据均参与计算。

结合相关性分析结果，挑选出与近源浓度间有较高相关系数的监测数据进 行源强反推。结合采样时记录的气象数据，将监测数据带入公式进行源强计算， 得到污油池的源强分布图，见图2。

从图1可以得出，污油池的绝大部分源强反推值均分布在1-4kg/h之间， 而最高的3个数值较突出，分别达到了别达到了4.685，4.652，4.743kg/h， 还有5个点数值低于1kg/h，去掉这些数值后的其他所有计算源强的平均值为 最终源强，即2.01kg/h。

通过表6可以看出，污油池的4天监测数据之间的相关系数均为正且都在 0.900以上，相关性好，可推测这4天监测数据同源的可能性大。通过表7可 以发现，近源采样区监测数据与2m采样线、5m采样线、10m采样线监测数 据之间的相关系数分别为0.744，0.103，0.178，近源采样区监测数据仅与2m 采样线监测数据之间的相关性好，说明2m采样线的VOCs浓度来源于近源浓 度的扩散；而5m、10m采样线监测数据与近源采样区监测数据之间的相关性 欠佳。结合图1可知，该联合站各设备单元布局紧凑，污油池与罐区距离较近，VOCs的排放易受到罐区排放的影响，污油池的VOCs排放并非为5m采样线、 10m采样线VOCs浓度的唯一贡献源，这两条采样线监测的VOCs浓度可能受周 围其他设备(如储罐、污泥池)排放的VOCs影响。因此，在用浓度反推源强 时可以主要依据近源采样区与2m采样线的浓度数据。

结合相关性分析结果，挑选出与近源浓度间有较高相关系数的监测数据进 行源强反推。结合采样时记录的气象数据，将监测数据带入公式进行源强计算， 得到污油池A的源强分布图，见图3。

从图3可以看出，污油池的大部分源强反推值分布在2-6kg/h之间，取这 些数值的平均值作为最终源强，即4.16kg/h。

综上所述，对比例得到的结果显著高于实施例1所得到最终源强结果，说 明使用自动监测设备所得到的结果可以减少其他设备所排放的VOCs影响，从 而可以得到更加准确的VOCs结果。