芦会杰，刘欣艳，张 旭

（北京市环境卫生设计科学研究所生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京 100028）

生活垃圾处理设施在线环境监测技术现状分析

芦会杰，刘欣艳，张 旭

（北京市环境卫生设计科学研究所生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京 100028）

目前“水质五参数”在线监测技术已经非常成熟，可直接用到生活垃圾处理设施的污水在线监测，而污水重金属的在线监测技术还处于探索阶段；常规环境大气监测项目包括NO2、SO2、O3和CO，生活垃圾降解产生的NH3、H2S、CH4、TVOC和其他一些恶臭气体，在线监测技术研究较少，缺少成熟的在线监测仪。

在线监测；生活垃圾；现状分析

传统的环境监测方法主要是人工监测，难以实现对环境要素全时段、全方位的动态监测。近年来，各种在线监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在环境监测领域中发挥着不可替代的作用［1］。目前在线环境监测系统在我国环境保护领域特别是在水质、空气质量环境监测行业得到了广泛应用，在线环境监测某些技术也已具备应用于生活垃圾处理设施的环境监测条件。

1 污水在线监测技术现状分析

1.1 重金属在线监测

1）电化学法。在线监测仪是依据化学变化以及电变化对水中重金属进行精确定量，包括阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法、极谱法、电位溶出法及库仑滴定法等。其中，阳极溶出伏安法是目前水中重金属在线监测应用较多的方法［2-3］，可以同时测定多种重金属，检出限可达到0.1 μg/L，比较适用于锌、镉、铅、砷和汞的在线监测（见表1）。

表1 重金属在线监测分析技术

2）比色法。在线监测仪是基于重金属与特定化学物质发生化学反应生成有色物质，通过分光光度法进行定量分析［4］。比色法原理简单，一般分光光度计即可满足需求。比色法的关键是选择合适的显色剂，以及消除其他金属组分干扰。该方法的重金属在线分析仪灵敏度低，检出限高，一般为10 μg/L，比较适用于镍、总铬、六价铬和铜的在线监测。

1.2 水质五参数在线监测

目前比较成熟的污水在线监测项目主要有：COD、NH3-N、TOC、总氮和总磷，俗称“水质五参数”。重铬酸钾消解-光度测量法在快速COD测定仪上已经采用，测定仪分析周期为2～6 min，测定范围 10～2 000 mg/L［5］。NH3-N在线监测仪原理主要有6种［6］：纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法、氨气敏电极法、电导法、滴定法以及铵离子选择法，表2比较了6种分析技术的优缺点，现在最为常用的为纳氏试剂分光光度法和水杨酸分光光度法。目前TOC在线监测仪器主要采用红外吸收法，监测仪检出限低，分析周期较短（3～10 min），完全能够满足在线监测的需求［7］。过硫酸盐消解-光度法是总氮和总磷在线监测仪的首选方法。在检出限方面，总氮在线监测仪的检出限约为1 mg/L［8］，总磷在线监测仪的检出限约为 0.1 mg/L［9］。

表2 NH3-N在线监测分析技术

2 气体在线监测技术现状分析

2.1 NH3在线监测分析

目前，大气恶臭污染物NH3在线监测方法主要有：化学发光法、光声光谱法和差分吸收光谱法。据文献报道，通过对3种方法的NH3在线监测仪器进行的检测性能对比分析，其在高浓度值上的响应一致，光声光谱法与化学发光法在变化趋势上具有良好的一致性，差分吸收光谱法与化学发光法测量浓度绝对值偏差较小。3种方法作为NH3在线监测仪在大气特征污染环境监测的技术手段，具有广泛的应用前景。

2.2 H2S在线监测分析

H2S在线监测分析仪采用分光光度法，先将H2S通过转化为SO2，基于SO2分子接收紫外线（214 nm） 能量成为激发态分子，在返回基态时，发出特征荧光，荧光强度与SO2浓度成正比，接着由光电倍增管将荧光强度信号转换成电信号，根据电信号的强度分析SO2的浓度，再转化为H2S的浓度。

2.3 CH4在线监测分析

CH4在线监测仪是基于FID（氢火焰离子化检测器），采用切割反吹技术进行甲烷和非甲烷总烃的检测。被测样品在载气的推动下进入色谱柱进行分析。甲烷首先从色谱柱中分离，进入FID检测器，然后切换阀位置，将色谱柱中的非甲烷总烃反吹出来，送入FID检测器进行检测。

2.4 TVOC在线监测分析

TVOC在线监测仪普遍采用光离子化检测器法（PID），当TVOC气体通过无极放电式紫外（UV） 灯时，被离子化，释放出的电子被检测为电流。第一腔的电流主要来自于离子化的气体。第二腔的电流检测离子化的气体和作为紫外光密度的函数的电子的光电束。依据第一腔电流和第二腔电流的数值的相对大小，仪器给出TVOC监测浓度数值［10］。

2.5 恶臭在线监测分析

恶臭气体在线监测仪基于朗伯-比尔定律，利用气体分子在中红外波段的“指纹”吸收光谱，实现了痕量恶臭气体的分子特异性检测，它采用优化光学设计和微光学器件集成等技术，解决了目前实验室分析方法时效性差、费用高等问题，实现了对恶臭源的在线实时监控［11］（见表3）。

表3 气体污染物在线监测分析技术

3 结论

1）“水质五参数”在线监测技术已经非常成熟，可以直接用于生活垃圾处理设施的水质监测。污水的重金属在线监测技术还处于探索阶段，运用的监测原理主要是比色法和电化学法。比色法比较适用于镍、总铬、六价铬和铜的在线监测，电化学法以阳极溶出伏安法为主，比较适用于锌、镉、铅、砷和汞的在线监测。

2）生活垃圾在处置过程中产生的气体，主要包括NH3、H2S、CH4、TVOC和其他一些恶臭气体，在线监测技术研究较少，缺少成熟的在线监测仪，目前这些气体的在线监测原理主要是电化学传感器、分光光度法、氢火焰离子化检测器、光离子化传感器和半导体气体传感器。

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Analysis of On-line Monitoring Technique Status of Municipal Solid Waste Treatment Facilities

Lu Huijie，Liu Xinyan，Zhang Xu
（Beijing Key Laboratory of Municipal Solid Wastes Testing Analysis and Evaluation，Beijing Environmental Sanitation Engineering Research Institute，Beijing 100028）

The mature on-line monitoring technique of five parameters of sewage quality can be directly used on the monitoring of municipal solid waste（MSW）.But the on-line monitoring technique of heavy metals is still in the exploratory stage.The monitoring itemsof regular air include NO2，SO2，O3and CO ，some degradation productsof MSW，such as，NH3，H2S，CH4，TVOC and other odorousgas.There are short ofmature on-line monitoring researchand instrument.

on-line environmental monitoring；MSW；statusanalysis

X84；X705

A

1005-8206（2017） 05-0071-03

2016-07-11

芦会杰（1988—），助理工程师，分析化学硕士，主要从事重金属检测工作及相关课题研究工作。

E-mail：luhuijie.hi@163.com。