固定污染源廢氣中顆粒物監測及質控技術

危勤濤

摘 要：對比固定污染源廢氣中顆粒物的幾種監測分析方法，結合自身實際工作經驗，從監測分析方法的選擇、監測技術要點、監測主要環節的質控技術三個方面進行闡述，為環境監測人員從事固定污染源廢氣顆粒物的監測工作提供參考，提高監測質量。

關鍵詞：固定污染源廢氣;顆粒物;技術要點;質控技術

固定污染源廢氣中顆粒物是指燃料或其他物質在燃燒、合成、分解以及各種物料在機械處理中所產生的懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒狀物質。

我國針對固定污染源中顆粒物的測定方法主要有《鍋爐煙塵測試方法》（GB 5468-91）、《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）、《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》（HJ? 836-2017）三種方法。其中GB 5468-91于1991年9月14日頒布，于1992年8月1日實施;GB/T 16157-1996于1996年3月6日頒布并實施，生態環境部于2017年12月29日發布修改單并于2018年1月8日實施;HJ 836-2017于2017年12月29日頒布，于2018年3月1日實施。

本文主要對固定污染源廢氣中顆粒物監測時監測方法的選擇、監測技術要點、顆粒物監測主要環節的質控技術進行探討。

一、監測方法的選擇

GB/T 16157-1996修改單規定“顆粒物濃度小于等于20mg/m3時，適用HJ 836;濃度大于20mg/m3且不超過50mg/m3時，本標準與HJ 836同時適用。采用本標準測定濃度小于等于20mg/m3時，測定結果表述為‘<20mg/m3。”

HJ 836-2017 適用于低濃度顆粒物的測定，“當測定結果大于50mg/m3時，表述為“>50mg/m3”。當采樣體積為1 m3時，方法的檢出限為1.0 mg/m3。

在實際監測工作中，首先要根據《固定污染源廢氣監測技術規范》（HJ/T 397-2007）要求收集相關技術資料，了解產生廢氣的生產工藝過程、生產設施的性能及顆粒物排放濃度大致范圍，同時也要了解顆粒物執行的排放標準以及是否需要進行折算等信息。

（一）固定污染源廢氣中顆粒物的測定方法選擇（鍋爐除外）

（1）執行實測排放濃度標準

當排放標準限值<20 mg/m3時，應當依據HJ 836-2017進行顆粒物的測定，監測結果≥1 mg/m3時，以實測濃度計;監測結果<1mg/m3時，表述為“<1mg/m3”或“ND”并備注檢出限濃度值，評價結果為達標。

當排放標準限值≥20 mg/m3時，可以依據GB/T 16157-1996進行顆粒物的監測。監測結果≥20 mg/m3時，以實測濃度計;監測結果<20mg/m3時，表述為“<20mg/m3”，評價結果為達標。

（2）執行基準含氧量排放濃度標準

當排放標準限值<20 mg/m3時，應當依據HJ 836-2017進行顆粒物的測定，再進行基準含氧量排放濃度的換算。

當排放標準限值≥20 mg/m3時，要根據監測前收集的大致排放濃度、排氣含氧量等相關資料進行監測方法的確定。但當顆粒物實測濃度>50 mg/m3時，必須依據GB/T 16157-1996進行顆粒物的測定。

（二）鍋爐煙塵的測定方法選擇

由于GB 5468-1991中未明確給出煙塵濃度的適用范圍，也未明確稱量天平精度、樣品前后處理方式等方面內容。根據GB/T 16157-1996修改單、HJ 836-2017的相關內容，實測濃度<20mg/m3的煙塵建議依據HJ 836-2017進行煙塵的測定，實測濃度≥20 mg/m3的煙塵可以依據GB/T 16157-1996進行煙塵的測定。

當依據GB/T 16157-1996進行顆粒物的測定時，除滿足該標準的要求外，還需要滿足GB 5468-1991每臺鍋爐測定時所采集樣品累計的總采氣量不得少于1 m3的要求。

二、監測技術要點

（一）采樣位置

采樣位置應優先選擇在垂直管段，要避開煙道彎頭或斷面急劇變化的部位，采樣位置應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于6倍直徑，和距上述部件上游方向不小于3倍直徑處;對于矩形煙道，其當量直徑D=2AB/（A+B），式中A、B為邊長。同時也要考慮現場監測的安全性、可接近性、可操作性，既要保證樣品的代表性，也要保證人員的安全以及操作的方便。

（二）采樣點位置和數目

要嚴格按照標準要求，根據采樣斷面的形狀和尺寸，合理布設采樣點位置和數目。采樣點的數目應不小于標準規定的相應尺寸對應測點最小數量，以保證樣品采集的代表性以及排氣流速的均勻性。

（三）采樣時間

依據GB 5468-1991、GB/T 16157-1996進行顆粒物樣品的測定時，應保證每個測點的采樣時間不少于3分鐘，且各點采樣時間應相等。依據HJ 836-2017進行顆粒物的測定時，除滿足上述要求外，還必須保證每個樣品的增重不少于1mg或采樣體積不小于1m3，由于采樣現場基本保證不了增重要求，實際監測過程中一般是保證采樣體積不小于1m3。

（四）樣品數量

GB 5468-1991、GB/T 16157-1996均明確要求采集3個樣品。HJ 836-2017雖未明確要求采集3個樣品，但該標準樣品采集要求采樣步驟參見GB/T 16157-1996中采樣步驟的要求，現場采樣時的質量保證措施應符合HJ/T 397-2007中現場采樣質量保證措施。生態環境部部長信箱來信選登于2019年3月21日刊登“關于HJ836低濃度顆粒物采幾個樣品問題的回復”中回復“HJ 836屬于監測方法標準，規范的是固定污染源廢氣中低濃度顆粒物的測定方法。實際監測工作中，樣品的采集數量、頻次等還應符合相應的監測技術規范或有關排放標準的要求。”所以依據HJ 836-2017進行顆粒物的測定時，仍然要采集3個樣品。

（五）排氣中水分含量的測定

由于上述三個方法標準所指體積和濃度均為標準狀態下干廢氣體積和濃度，所以在固定污染源廢氣中顆粒物測定時需進行排氣中水分含量的測定。

GB 5468-1991中濕度的測定可采用干濕球法或冷凝法進行測定;GB/T 16157-1996中水分含量的測定可采用冷凝法、干濕球法、重量法進行測定;而HJ 836-2017中水分含量的測定可采用冷凝法、重量法、儀器法進行測定。冷凝法、重量法由于操作復雜，在實際監測工作中，依據GB 5468-1991、GB/T 16157-1996時一般可選擇干濕球法進行測定;依據HJ836-2017測定時建議選擇儀器法進行測量，該方法相對干濕球法而言，測定結果準確。

（六）樣品稱量

依據GB 5468-1991、GB/T 16157-1996測定時，除按標準要求樣品經烘烤后取出放入干燥器中，冷卻至室溫，用天平稱量至恒重，還應滿足HJ397-2007要求“在恒溫恒濕的天平室冷卻至室溫”。所以在天平室應配置恒溫恒濕裝置以保證在樣品在采樣前后的溫濕度條件一致，方可保證稱量數據的準確性。

依據HJ 836-2017測定時，采樣前后樣品需放入恒溫恒濕設備內用天平稱重，采樣前、后平衡及稱量時，應保證環境溫度和環境濕度條件一致，建議設置溫度為20℃，濕度為50%。

三、顆粒物監測主要環節的質控技術

（一）天平的質量控制

應定期使用一次性、沾有防靜電溶液的濕巾清洗天平表層，在每次稱量前，清洗用于處理標準砝碼和樣品的防靜電鑷子，并確保干燥后使用。稱量前應檢查天平的基準水平，并根據需要進行調節。為確保稱量的穩定性，應盡量保證天平處于長期通電狀態，并在稱量前1h開機。采樣前、后樣品稱量時，必須使用標準砝碼校準天平，校準砝碼質量應與樣品質量相當。作為質量標準使用的校準砝碼表面應無銹蝕。

（二）樣品稱量的質量控制

采樣后的樣品在稱量前應對樣品進行檢查，檢查是否存在樣品破損或其它異常情況，若存在異常情況則樣品無效。采樣前、后樣品平衡及稱量時，應保證環境溫度和環境濕度條件一致。使用防靜電鑷子進行夾取樣品，避免靜電對稱量造成影響。樣品稱量時應佩戴無粉末、抗靜電的一次性手套進行操作。采樣前、后樣品稱量應使用同一天平，并避免稱量前后人員不同引起的誤差。

（三）采樣時的質量控制

裝好樣品后應進行氣密性檢查。采樣時，保證采樣嘴與煙氣流向之間的偏差不超過10°，確保等速采樣。采樣過程中采樣嘴的吸氣速度與測點處的氣流速度應基本相等，相對誤差小于10%。采樣管放入或移出煙道時，要避免采樣管和煙道或采樣口的碰撞，損傷皮托管或采樣頭。應及時檢查干燥器內的硅膠，2/3變紅時及時更換;更換后要重檢氣密性。及時傾倒冷卻器、采樣管（包括軟管）內的冷卻水，減少系統采樣阻力。依據HJ 836-2017測定時，應在每次測量系列過程中進行一次全程序空白樣品的采集，采集時應切斷采樣管與采樣器主機的連接，密封采樣管末端接口，防止空氣（煙道為負壓）或排氣（煙道為正壓）進入采樣系統。避免樣品轉移及運輸過程中出現采樣嘴朝下的情況，防止樣品增重損失。

四、結語

顆粒物作為廢氣主要減排指標之一，全國各地已在燃煤電廠、水泥、鋼鐵、焦化、陶瓷等重點行業，以及鍋爐、垃圾焚燒發電等重點設施超低排放改造，顆粒物的準確測定尤為重要。現場監測人員根據監測需求，選擇合適的監測方法，為生態環境保護工作提供精準的數據，以促進提高我國生態環境質量，提高人民生活幸福指數感。

參考文獻：

[1]環境保護部. HJ 836-2017 固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定重量法[S].北京：中國環境科學出版社，2017.

[2]國家環境保護局，國家技術監督局.GB/T 16157-1996/XG1-2017《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》行業標準第1號修改單[S].北京： 中國環境科學出版社，2017.

[3]國家環境保護局，國家技術監督局.GB/T 16157固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法[S].北京：中國標準出版社，1996.

[4]生態環境部.關于HJ 836低濃度顆粒物采幾個樣品問題的回復[EB/OL]. http：//www.mee.gov.cn/hdjl/hfhz/201903/t20190321_696841.shtml，2019-03-21.

[5]國家環境保護總局.HJ/T 397-2007固定源廢氣監測技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2007.