一、背景與意義工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣（如揮發(fā)性有機物（VOCs）、氮氧化物（NO?）、顆粒物（PM）等）是大氣污染的核心來源，其成分復(fù)雜、毒性各異，對生態(tài)環(huán)境與人體健康構(gòu)成直接威脅。隨著“雙碳”目標(biāo)推進及環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)，精準(zhǔn)、高效的廢氣監(jiān)測技術(shù)已成為污染溯源、總量管控、治理效能評估的核心支撐。從傳統(tǒng)人工采樣到智能化在線監(jiān)測，技術(shù)迭代推動環(huán)境管理從“事后處置”向“源頭防控”升級，為綠色制造與低碳轉(zhuǎn)型提供數(shù)據(jù)底座。二、監(jiān)測技術(shù)體系與分類工業(yè)廢氣監(jiān)測技術(shù)可按監(jiān)測場景（在線/離線/移動）、污染物類型（常規(guī)/特征）、原理方法（光學(xué)/色譜/質(zhì)譜/傳感器）劃分，形成多層次技術(shù)矩陣：（一）離線監(jiān)測技術(shù)以實驗室分析為核心，通過“采樣-預(yù)處理-儀器分析”流程實現(xiàn)高精度定性定量，適用于周期性溯源、標(biāo)準(zhǔn)方法驗證：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）：利用色譜分離與質(zhì)譜定性優(yōu)勢，適配VOCs、多環(huán)芳烴等復(fù)雜組分分析（如化工園區(qū)未知污染物溯源）。離子色譜（IC）：針對酸性氣體（SO?、HCl）、水溶性離子（NH??、NO??），通過離子交換分離與電導(dǎo)檢測，解決傳統(tǒng)方法干擾問題。重量法/β射線法：通過濾膜采樣后稱重（重量法）或β射線衰減原理（β射線法），獲取PM??、PM?.?等數(shù)據(jù)，是國標(biāo)方法的“基準(zhǔn)級”技術(shù)。（二）在線監(jiān)測技術(shù)聚焦實時連續(xù)監(jiān)測，構(gòu)建“感知-傳輸-分析”閉環(huán)，代表技術(shù)為固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）：氣態(tài)污染物監(jiān)測：非分散紅外（NDIR）測CO?/CO、紫外差分吸收光譜（DOAS）測NO?/SO?，結(jié)合加熱采樣+除水預(yù)處理，確保高濕工況下數(shù)據(jù)穩(wěn)定。顆粒物監(jiān)測：激光后散射法（基于米氏散射原理）實時反饋煙塵濃度，配合流速/溫度/壓力參數(shù)，計算排放總量。VOCs在線監(jiān)測：光離子化（PID）或火焰離子化（FID）技術(shù)快速響應(yīng)總烴/非甲烷總烴，部分場景結(jié)合GC-FID實現(xiàn)組分級監(jiān)測（如石化行業(yè)泄漏檢測與修復(fù)（LDAR））。（三）移動監(jiān)測技術(shù)針對區(qū)域污染溯源、應(yīng)急事件，依托車載/無人機平臺集成多技術(shù)，實現(xiàn)“動態(tài)、全域”監(jiān)測：傅里葉變換紅外光譜（FTIR）：通過車載反射池或無人機激光發(fā)射，實時掃描區(qū)域VOCs/NO?分布，生成污染熱力圖（如工業(yè)園區(qū)邊界巡查）。便攜式質(zhì)譜（PTR-MS）：秒級響應(yīng)VOCs濃度，可區(qū)分苯系物、醛酮類等特征組分，在化工事故應(yīng)急中快速鎖定污染物類型。三、核心技術(shù)原理與應(yīng)用場景（一）光譜類技術(shù)：從“單點”到“全域”監(jiān)測差分吸收光譜（DOAS）：利用氣體分子對特定波長光的選擇性吸收，通過光譜擬合反演濃度。優(yōu)勢在于非接觸、多組分同步（如同時測SO?、NO?、O?），適配煙氣排放口、園區(qū)邊界監(jiān)測。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）：高能激光激發(fā)廢氣中顆粒物，通過等離子體發(fā)射光譜識別元素組成（如重金屬Hg、As），在垃圾焚燒、危廢處理行業(yè)應(yīng)用潛力大。（二）傳感器技術(shù)：微型化與智能化突破電化學(xué)傳感器：基于氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流與濃度成正比，成本低、響應(yīng)快，適配低濃度有害氣體（如CO、H?S）的車間級監(jiān)測，但易受濕度、共存氣體干擾，需定期校準(zhǔn)。半導(dǎo)體傳感器：通過氣體吸附導(dǎo)致電阻變化，適用于可燃氣體（如CH?）預(yù)警，但選擇性差，需結(jié)合算法優(yōu)化（如機器學(xué)習(xí)區(qū)分烷烴/烯烴）。光聲光譜（PAS）傳感器：激光激發(fā)氣體分子振動產(chǎn)生聲波，通過麥克風(fēng)檢測聲壓反演濃度，兼具高靈敏度（ppb級）與抗干擾性，已用于室內(nèi)空氣與超低排放監(jiān)測。（三）色譜-質(zhì)譜聯(lián)用：復(fù)雜組分的“指紋級”解析GC-MS/FID：在石化、涂裝行業(yè)中，通過預(yù)濃縮-熱脫附-色譜分離，精準(zhǔn)定量苯、甲苯、二甲苯等VOCs組分，支撐排污許可與碳足跡核算。LC-MS：針對極性、熱不穩(wěn)定污染物（如醛類、含氧VOCs），液相色譜分離后質(zhì)譜定性，解決傳統(tǒng)GC無法分析的組分監(jiān)測難題。四、技術(shù)應(yīng)用案例：某化工園區(qū)的“立體監(jiān)測”實踐某沿?；@區(qū)整合固定CEMS+移動FTIR+微型傳感器，構(gòu)建“點-線-面”監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)：1.點源管控：各企業(yè)安裝CEMS，實時上傳SO?、NO?、VOCs數(shù)據(jù)，超標(biāo)自動觸發(fā)治污設(shè)施聯(lián)動；2.線源巡查：車載FTIR沿園區(qū)邊界掃描，識別VOCs泄漏熱點（如儲罐區(qū)、裝卸棧臺），定位精度達10米級；3.面源預(yù)警：布設(shè)50個微型傳感器節(jié)點，實時監(jiān)測O?、PM?.?及特征VOCs，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)預(yù)測污染擴散路徑。該模式使園區(qū)VOCs排放量年降15%，應(yīng)急響應(yīng)時間從4小時縮短至30分鐘，驗證了多技術(shù)協(xié)同的實戰(zhàn)價值。五、發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)（一）技術(shù)演進方向智能化：AI算法（如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）優(yōu)化光譜數(shù)據(jù)反演，降低干擾氣體誤判率；邊緣計算實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備“本地決策”（如自動觸發(fā)采樣）。微型化：MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器集成度提升，便攜式設(shè)備向“手持化、多參數(shù)”發(fā)展（如同時測10+污染物）。多技術(shù)融合：光譜+質(zhì)譜+傳感器聯(lián)用，實現(xiàn)“總量-組分-源解析”全鏈條監(jiān)測（如CEMS新增VOCs組分分析模塊）。（二）現(xiàn)存挑戰(zhàn)復(fù)雜工況干擾：高溫、高濕、高粉塵環(huán)境下，傳感器漂移、光譜基線偏移等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，需研發(fā)抗干擾預(yù)處理技術(shù)（如高溫伴熱、膜分離除濕）。標(biāo)準(zhǔn)體系滯后：新興污染物（如PFAS、低揮發(fā)性有機物）監(jiān)測方法缺失，跨行業(yè)監(jiān)測技術(shù)兼容性不足（如鋼鐵與化工的VOCs監(jiān)測差異）。成本與運維壓力：高端設(shè)備（如在線GC-MS）采購成本高，中小企難以負擔(dān)；運維依賴專業(yè)人員，基層技術(shù)力量薄弱。（三）對策建議技術(shù)攻關(guān)：產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)抗干擾傳感器、低成本光譜模塊，降低設(shè)備門檻；標(biāo)準(zhǔn)完善：加快新興污染物監(jiān)測方法國標(biāo)制定，統(tǒng)一跨行業(yè)技術(shù)規(guī)范；模式創(chuàng)新：推廣“第三方運維+政府監(jiān)管”模式，通過環(huán)保管家服務(wù)解決中小企業(yè)運維難題。六、結(jié)語工業(yè)廢氣