🌿 废气中的总挥发性有机物（TVOC，气态有机碳总量）——FID法
三句话速览
用带氢火焰离子化检测器的分析仪连续测量废气中挥发性有机物的质量浓度（以有机碳总量表示，TVOC，mg C/m³），仪器由加热（≥ 180 °C）的采样探头、过滤器和采样管线供气；以丙烷当量校准，范围至1000 mg/m³。该检测依据 PN-EN 12619:2013-05 (EN 12619:2013)；范围：以C计至1000 mg/m³（参比条件下，干气体）。整个程序共 6 个步骤；主要用于：垃圾焚烧厂和协同焚烧设施TVOC排放的定期测量和检查性测量、使用有机溶剂的装置：喷漆车间、印刷厂、涂料和胶粘剂生产、表面处理、烘干设备、按EN 14181校准和检查TVOC固定式测量系统（AMS）的参比方法。
要点速览
- 标准: PN-EN 12619:2013-05 (EN 12619:2013)
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 6
- 范围: 以C计至1000 mg/m³（参比条件下，干气体）
- 采样系统的温度: 整体 ≥ 180 °C（PTFE管线最高200 °C）；停留时间 < 60 s
- 气体: 燃料：氢气、H₂/He或H₂/N₂；零气和助燃空气：TVOC < 0.2 mg C/m³或纯度99.998 %；量程气：合成空气中的丙烷（不确定度 ≤ 2 %），约为ELV的½或量程的50–90 %
概述
EN 12619:2013规定了一种氢火焰离子化检测器（FID）方法，作为测量固定源排放中气态和蒸气态有机物质量浓度（以TVOC表示）的标准参比方法——例如垃圾焚烧厂和使用溶剂的工艺、按第2010/75/EU号指令（欧盟）进行的排放测量——浓度范围至1000 mg/m³。该标准给出了对FID仪器及其使用程序的要求；结果以mg/m³表示为碳总量。它不适用于固定式自动测量系统（AMS）。2013年版取代了EN 12619:1999和EN 13526:2001。在波兰，气候和环境部长关于排放量测量要求的条例把PN-EN 12619指明为以有机碳总量表示的气态和蒸气态有机物的参比方法。
FID的优点在于它对有机碳化合物有响应，而对烟气中的无机组分（CO、CO₂、NO、H₂O）的响应可以忽略。离子流取决于被燃烧化合物中碳原子的数目、键的种类（直链或支链）以及成键的相邻原子——因此响应因子要用试验气体确定；仪器的量程用丙烷设定，丙烷的响应因子取为1.00。
方法原理
氢火焰离子化检测器在氢火焰中使有机结合的碳原子电离；把样品气体导入施加了恒定极化电压的火焰，所产生的离子流——与碳原子的数目成正比——经测量并放大。对主气流组成有代表性的部分废气流，通过采样探头、加热的颗粒物过滤器（保护燃烧器不被堵塞）和加热的采样管线直接送入分析仪——整体加热到至少180 °C，以避免冷凝；样品在系统中的停留时间低于60 s，管线很长时建议使用带旁路的外置泵。采样系统由不锈钢、PTFE或氟化聚丙烯制成（其他材料只有在证明其惰性后才可使用）。在过滤器之前、采样探头的入口处设有零气和量程气的入口，用于检查整个系统。分析仪和采样系统须满足EN 15267-3的要求；测量的策划和策略——按EN 15259。
应用领域
- 垃圾焚烧厂和协同焚烧设施TVOC排放的定期测量和检查性测量
- 使用有机溶剂的装置：喷漆车间、印刷厂、涂料和胶粘剂生产、表面处理、烘干设备
- 按EN 14181校准和检查TVOC固定式测量系统（AMS）的参比方法
- 为综合许可和按第2010/75/EU号指令（欧盟）作排放申报所进行的测量
- 热力焚烧炉、催化焚烧炉和吸附器效率的检验
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | 以C计至1000 mg/m³（参比条件下，干气体） |
| 采样系统的温度 | 整体 ≥ 180 °C（PTFE管线最高200 °C）；停留时间 < 60 s |
| 气体 | 燃料：氢气、H₂/He或H₂/N₂；零气和助燃空气：TVOC < 0.2 mg C/m³或纯度99.998 %；量程气：合成空气中的丙烷（不确定度 ≤ 2 %），约为ELV的½或量程的50–90 % |
| 检查项目（标准表1） | 响应时间 ≤ 200 s（每个序列）；零点和量程的重复性 ≤ 2 %（每年一次）；线性 ≤ 2 %；氧的影响 ≤ 2 %；零点和量程漂移 < 5 %（测量期开始和结束时，至少每天一次）；气密性和采样系统的检查——每个序列 |
| 响应因子 | 丙烷 = 1.00；其他化合物按附录A和B确定 |
| 检出限 | 零点处标准偏差的二倍（定义3.2） |
标准
- 标准编号
- PN-EN 12619:2013-05 (EN 12619:2013)
- 标准名称（波兰语）
- Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego ogólnego gazowego węgla organicznego — Metoda ciągłego pomiaru z detekcją płomieniowo-jonizacyjną
- 标准名称（英语）
- Stationary source emissions — Determination of the mass concentration of total gaseous organic carbon — Continuous flame ionisation detector method
分步操作程序
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策划
确定测量目的、测量管段和测量位置以及按EN 15259制定的计划；确定预期的浓度、气体的氧含量和湿度，据以选择分析仪的量程和量程气。
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系统的安装与预热
安装采样探头、加热过滤器和采样管线；把整个系统预热到至少180 °C，并按制造商说明书启动FID（点燃火焰、稳定）。
-
分析仪的调校
在测量期开始时把零气和量程气直接（绕过采样系统）通入分析仪：设定零点、设定量程、再次检查零点——零点偏差不得大于零点重复性的二倍；必要时重复。
-
采样系统的检查
在每个测量序列中进行气密性试验和采样系统的检查——把零气和量程气经探头端部（过滤器之前）的入口通入，并把响应与直接通入时比较；确定响应时间（≤ 200 s）。
-
测量
在要求的平均时段内连续记录TVOC浓度，同时监控管线温度和流量；并行记录换算到参比条件所需的气体参数（O₂、湿度、温度、压力）。
-
漂移检查与计算
在测量期结束时（并至少每天一次）检查零点和量程漂移（< 5 %）。把结果换算为参比条件下干气体的mg C/m³，并在要求时换算到基准氧含量；评定不确定度（附录C）。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 符合EN 15267-3要求的FID分析仪 | 配数据采集和评价系统；燃料气按EN 15267-1、-2、-3的认证要求 | — |
| 不锈钢或PTFE的加热式采样探头 | 在探头端部、过滤器之前设零气和量程气的入口 | — |
| 加热的颗粒物过滤器 | 置于采样管线之前；每个序列按含尘量清洗或更换 | — |
| 带温度调节和监控的加热采样管线（≥ 180 °C） | PTFE至200 °C或不锈钢；可选带旁路的加热外置泵 | — |
| 气瓶：燃料（H₂或混合气）、零气、量程气丙烷 | 附有分析证书；燃料管路用钢、铜或PTFE | — |
| 检查响应时间、气密性和漂移的器材 | 按标准附录A | — |
职业健康与安全
- 作为燃料气的氢气——管路须气密，气瓶须固定，禁止明火；FID的点火按说明书进行（标准附录D）
- 采样系统的加热部件（≥ 180 °C）有烫伤危险；把采样探头插入采样孔时须戴耐热手套
- 在烟囱测量平台上作业：做好防坠落保护，采样孔不严密时须保护呼吸道
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 12619:2013-05 (EN 12619:2013) — 《Stationary source emissions — Determination of the mass concentration of total gaseous organic carbon — Continuous flame ionisation detector method》。
该方法的原理是什么？
氢火焰离子化检测器在氢火焰中使有机结合的碳原子电离；把样品气体导入施加了恒定极化电压的火焰，所产生的离子流——与碳原子的数目成正比——经测量并放大。对主气流组成有代表性的部分废气流，通过采样探头、加热的颗粒物过滤器（保护燃烧器不被堵塞）和加热的采样管线直接送入分析仪——整体加热到至少180 °C，以避免冷凝；样品在系统中的停留时间低于60 s，管线很长时建议使用带旁路的外置泵。
测量范围和准确度是多少？
范围：以C计至1000 mg/m³（参比条件下，干气体）；采样系统的温度：整体 ≥ 180 °C（PTFE管线最高200 °C）；停留时间 < 60 s；气体：燃料：氢气、H₂/He或H₂/N₂；零气和助燃空气：TVOC < 0.2 mg C/m³或纯度99.998 %；量程气：合成空气中的丙烷（不确定度 ≤ 2 %），约为ELV的½或量程的50–90 %；检查项目（标准表1）：响应时间 ≤ 200 s（每个序列）；零点和量程的重复性 ≤ 2 %（每年一次）；线性 ≤ 2 %；氧的影响 ≤ 2 %；零点和量程漂移 < 5 %（测量期开始和结束时，至少每天一次）；气密性和采样系统的检查——每个序列。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
符合EN 15267-3要求的FID分析仪、不锈钢或PTFE的加热式采样探头、加热的颗粒物过滤器、带温度调节和监控的加热采样管线（≥ 180 °C）、气瓶：燃料（H₂或混合气）、零气、量程气丙烷、检查响应时间、气密性和漂移的器材。
该检测用于哪些场景？
垃圾焚烧厂和协同焚烧设施TVOC排放的定期测量和检查性测量；使用有机溶剂的装置：喷漆车间、印刷厂、涂料和胶粘剂生产、表面处理、烘干设备；按EN 14181校准和检查TVOC固定式测量系统（AMS）的参比方法；为综合许可和按第2010/75/EU号指令（欧盟）作排放申报所进行的测量；热力焚烧炉、催化焚烧炉和吸附器效率的检验。
需要采取哪些安全防护措施？
作为燃料气的氢气——管路须气密，气瓶须固定，禁止明火；FID的点火按说明书进行（标准附录D）；采样系统的加热部件（≥ 180 °C）有烫伤危险；把采样探头插入采样孔时须戴耐热手套；在烟囱测量平台上作业：做好防坠落保护，采样孔不严密时须保护呼吸道。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 12619。