基于HJ 920-2017的環(huán)境空氣傅里葉紅外（FTIR）便攜監(jiān)測技術解析

一、標準背景

隨著國家對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)管要求的日益嚴格，現(xiàn)場快速檢測技術成為環(huán)保部門監(jiān)測的重要手段。傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）以其無需預處理、可同時檢測多組分、響應時間快等優(yōu)勢，成為移動監(jiān)測和應急響應的重要技術裝備。

為規(guī)范FTIR便攜式設備在環(huán)境空氣中的現(xiàn)場應用，2017年發(fā)布了HJ 920-2017《環(huán)境空氣 便攜式傅里葉變換紅外光譜儀現(xiàn)場檢測技術規(guī)范》，該標準明確了儀器技術要求、檢測流程、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理及應用范圍，為實際操作提供了統(tǒng)一的技術依據(jù)。

二、適用范圍

HJ 920-2017適用于便攜式傅里葉紅外儀在環(huán)境空氣和污染源周界空氣中揮發(fā)性有機物（VOCs）和其他典型氣態(tài)污染物的現(xiàn)場快速檢測。適用于：

工業(yè)園區(qū)有組織/無組織排放監(jiān)測；環(huán)保應急事故響應；大氣走航監(jiān)測和快速溯源；城市空氣質(zhì)量網(wǎng)格化排查等。

三、檢測原理

傅里葉紅外光譜儀通過紅外光束穿透樣氣，測定不同波長下的吸收強度，形成樣氣的紅外吸收圖譜。每種氣體具有其特征吸收波段，通過與氣體光譜數(shù)據(jù)庫進行比對，實現(xiàn)目標組分的定性和定量分析。

關鍵特性：多組分同步檢測；非破壞性分析；快速響應，適合現(xiàn)場測量。

四、儀器技術要求

便攜式FTIR設備需滿足以下要求（標準中明確）：

此外，設備應具備內(nèi)部背景校正系統(tǒng)、樣氣調(diào)節(jié)模塊、數(shù)據(jù)溯源功能等，以保證現(xiàn)場穩(wěn)定運行。

五、現(xiàn)場檢測程序

1. 儀器準備

預熱設備（≥30分鐘），確保光源穩(wěn)定；

校驗氣體通入，驗證光譜匹配與定量準確性；

清潔采樣管路，避免交叉污染。

2. 采樣方式

泵吸采樣：適用于低濃度、快速響應監(jiān)測；

探頭式檢測：適用于排氣口或周界泄漏點快速掃描；

無人機搭載（非標準要求）：新型擴展應用。

3. 測量步驟

啟動儀器并開始掃描；

設定掃描次數(shù)、平均時間；

系統(tǒng)自動識別吸收峰，輸出組分名稱和濃度；

定期做“背景校正”和“零點校準”。

六、檢測數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制

1. 定性分析

軟件自動匹配吸收譜圖與內(nèi)置光譜庫（如EPA/NIST標準光譜庫）；

若吸收峰與多個物質(zhì)重疊，采用多變量擬合算法解譜。

2. 定量分析

采用貝爾-朗伯定律：

A(λ)=ε(λ)?c?lA(\lambda) = \varepsilon(\lambda) \cdot c \cdot lA(λ)=ε(λ)?c?l

其中：A(λ)A(\lambda)A(λ)：吸光度；

ε(λ)\varepsilon(\lambda)ε(λ)：摩爾吸光系數(shù)；

ccc：氣體濃度；

lll：光程（m）；

儀器內(nèi)置自動計算模塊，輸出ppm級濃度數(shù)據(jù)。

3. 質(zhì)控措施

七、應用實例

案例：某化工園區(qū)無組織VOCs快速排查

使用便攜式FTIR現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)空氣中乙酸乙酯、甲苯等有機物濃度顯著升高，通過走航比對和風向回溯定位排放源，實現(xiàn)快速取證。

案例：環(huán)保應急事故

在某化工罐區(qū)泄漏事故中，FTIR快速識別出空氣中含氯乙烯和一氯甲烷，為消防通風方案提供依據(jù)。

八、優(yōu)勢

一次測量，多組分輸出；

快速響應，適用于應急場景；

光譜可留檔，具備數(shù)據(jù)可溯性；

便攜、無需耗材，運行成本低。

九、結語

HJ 920-2017的發(fā)布標志著傅里葉紅外技術在環(huán)境空氣現(xiàn)場檢測中的規(guī)范化應用。面對不斷增長的移動監(jiān)測需求，便攜式FTIR已成為環(huán)保、源解析與應急響應的有力工具。各地監(jiān)測機構和檢測人員應掌握標準要求，強化儀器校驗、數(shù)據(jù)審核和質(zhì)量控制，推動環(huán)境空氣現(xiàn)場檢測的科學化與規(guī)范化。

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