基于HJ 920-2017的環境空氣傅里葉紅外（FTIR）便攜監測技術解析

一、標準背景

隨著國家對環境空氣質量監管要求的日益嚴格，現場快速檢測技術成為環保部門監測的重要手段。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、響應時間快等優勢，成為移動監測和應急響應的重要技術裝備。

為規范FTIR便攜式設備在環境空氣中的現場應用，2017年發布了HJ 920-2017《環境空氣 便攜式傅里葉變換紅外光譜儀現場檢測技術規范》，該標準明確了儀器技術要求、檢測流程、質量控制、數據處理及應用范圍，為實際操作提供了統一的技術依據。

二、適用范圍

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

工業園區有組織/無組織排放監測；環保應急事故響應；大氣走航監測和快速溯源；城市空氣質量網格化排查等。

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，通過與氣體光譜數據庫進行比對，實現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，設備應具備內部背景校正系統、樣氣調節模塊、數據溯源功能等，以保證現場穩定運行。

五、現場檢測程序

1. 儀器準備

預熱設備（≥30分鐘），確保光源穩定；

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、平均時間；

系統自動識別吸收峰，輸出組分名稱和濃度；

定期做“背景校正”和“零點校準”。

六、檢測數據處理與質量控制

1. 定性分析

軟件自動匹配吸收譜圖與內置光譜庫（如EPA/NIST標準光譜庫）；

若吸收峰與多個物質重疊，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；

ccc：氣體濃度；

lll：光程（m）；

儀器內置自動計算模塊，輸出ppm級濃度數據。

3. 質控措施

七、應用實例

案例：某化工園區無組織VOCs快速排查

使用便攜式FTIR現場檢測發現空氣中乙酸乙酯、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，實現快速取證。

案例：環保應急事故

在某化工罐區泄漏事故中，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。

八、優勢

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，具備數據可溯性；

便攜、無需耗材，運行成本低。

九、結語

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

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