固定污染源煙氣中污染物濃度單位ppm與mg/m3換算公式簡化的應(yīng)用

梁靈峰 鐘建輝（德慶縣環(huán)境保護監(jiān)測站廣東肇慶526600）

固定污染源煙氣中污染物濃度單位ppm與mg/m3換算公式簡化的應(yīng)用

梁靈峰 鐘建輝
（德慶縣環(huán)境保護監(jiān)測站廣東肇慶526600）

固定污染源煙氣中的氣態(tài)污染物主要為二氧化硫和氮氧化物。隨著進口儀器在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域使用的普及化，在很多分析領(lǐng)域中都使用到進口儀器，環(huán)境監(jiān)測就是其中一個領(lǐng)域。由于國內(nèi)與國外評價標準不統(tǒng)一，所以在固定污染源煙氣監(jiān)測過程中遇到需要將二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的體積濃度（ppm）轉(zhuǎn)換為質(zhì)量-體積濃度（mg/m3）的問題。本文以實例作一簡介。

煙氣；二氧化硫；氮氧化物；換算

引言

隨著我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)對的不斷發(fā)展，進口設(shè)備在國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的使用已普及化。但由于國內(nèi)與國外的評價標準不一致，所以在固定污染源煙氣監(jiān)測過程中往往會遇到進口儀器得出的數(shù)據(jù)單位為體積濃度（ppm）。本文以固定污染源煙氣監(jiān)測為例，闡述煙氣主要污染物二氧化硫（SO）2和氮氧化物（NOx）體積濃度（ppm）與質(zhì)量-體積濃度（mg/m3）換算簡化公式的應(yīng)用。

1 固定污染源煙氣中的主要氣態(tài)污染物

1.1 二氧化硫

二氧化硫（SO2）是最常見的硫氧化物。無色，有強烈刺激性的有毒氣體。大氣主要污染物之一。在許多工業(yè)過程中也會產(chǎn)生二氧化硫，尤其是煤和石油燃燒時會生成二氧化硫。

1.2 氮氧化物

氮氧化物(NOx)指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物。氮氧化物種類很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多種化合物，但主要是NO和NO2，它們是常見的大氣污染物。

2 濃度單位ppm與mg/m3的換算公式簡化

環(huán)境空氣中濃度單位ppm與mg/m3的換算公式一般如公式（1）：

式中：C為質(zhì)量-體積濃度，單位mg/m3；C’為體積濃度，單位：ppm；M為污染物分子量；T為溫度，單位：℃；Ba為大氣壓，單位pa。

但《大氣污染物綜合排放標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》及相關(guān)固定污染源煙氣監(jiān)測方法均以標準狀態(tài)（273K，101.325kpa）下的干排氣量為計算煙氣污染物濃度，即可將公式（1）簡化為公式（2）：

當計算NOx時，C’應(yīng)為NO2和NO體積濃度的總和，并以NO2計。

3 濃度單位ppm與mg/m3的換算簡化公式應(yīng)用

以實測德慶縣某一食品有限公司的燃煤鍋爐（型號：SZ15-1.6AⅡ）廢氣為例，演示當在固定污染源廢氣監(jiān)測過程中遇到儀器示值為體積濃度（ppm）時，如何通過公式（2）轉(zhuǎn)換為質(zhì)量-體積濃度。

3.1 煙氣其中氣態(tài)污染物的監(jiān)測方法及原理

采樣按國家標準GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染源的采樣方法》進行；二氧化硫的監(jiān)測方法按《固定污染源廢氣二氧化硫的測定定點位電解法》（HJ/T57-200）進行；氮氧化物的監(jiān)測方法按《固定污染源廢氣氮氧化物的測定定點位電解法》（HJ693-2014）進行。

二氧化硫和氮氧化物的方法原理為抽取廢氣樣品進入主要由電解槽、電解液和電極（包括三個電極，分別為敏感電極、參比電極和對電極）組成的傳感器。氣態(tài)污染物通過滲透膜擴散到敏感電極表面，在敏感電極上發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，在對電極上發(fā)生還原或氧化反應(yīng)。

3.2 儀器設(shè)備和試劑

3.2.1 德圖加強型煙氣分析儀（型號：testo 350）和煙氣探針（0.7m，≤500℃）

3.2.2 氮氣、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮標準氣體3.3 結(jié)果計算

德慶縣某一食品公司的燃煤鍋爐廢氣經(jīng)德圖加強型煙氣分析儀監(jiān)測后，二氧化硫儀器示值為22.6ppm，一氧化氮儀器示值為36.0ppm；二氧化氮儀器示值為18.5ppm。

根據(jù)國內(nèi)監(jiān)測報告數(shù)據(jù)報出要求，監(jiān)測結(jié)果應(yīng)以質(zhì)量-體積濃度（mg/m3）表示。按公式（2）計算得出實測質(zhì)量-體積濃度，二氧化硫質(zhì)量-體積濃度為65mg/m3，氮氧化物質(zhì)量-體積濃度為112mg/m3（注：以上結(jié)果均以標準狀態(tài)下的干排氣量計算，且NOX以NO2計）。

4 結(jié)語

在開展固定污染源廢氣監(jiān)測過程中，不同采樣點位的廢氣溫度、壓力等參數(shù)都是不一樣的。而在《大氣污染物綜合排放標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》和相關(guān)固定污染源煙氣監(jiān)測方法中均以標準狀態(tài)（273K， 101.325kpa）下的干排氣量計，即可得出濃度單位ppm換算為mg/m3的簡化公式（2），并以進口設(shè)備德圖加強型煙氣分析儀監(jiān)測德慶縣某一食品有限公司燃煤鍋爐煙氣為例，加以驗證。

[1]黃亞軍，簡論廢氣氮氧化物（NOx）濃度單位ppm與mg/m3的換算系數(shù)［J］．四川環(huán)境，2010，29（1）

[2]GB16297-1996，大氣污染物綜合排放標準[S]

[3]HJ/T57-2010，固定污染源排氣二氧化硫的測定定點位電解法[S]

[4]HJ653-2014，固定污染源廢氣氮氧化物的測定定點位電解法[S]

梁靈峰（1988.12-），男，本科，德慶人，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測研究。