固定污染源廢氣監測常見問題探究

江西省上饒生態環境監測中心 黎軍

在我國社會經濟迅猛發展的當下，伴隨著人們生活品質的提升，對自身居住環境的“宜居性”也提出了更高要求。而污染廢氣是則是影響人們居住環境“宜居性”一大核心因素。基于此，必須要加強固定污染源廢氣監測，實時把握城市廢氣排放的情況，并以此為依據，加強對城市空氣環境的針對性治理，從而有效提高城市空氣質量，成功營造一個宜居的城市環境。

一、加強固定污染源廢氣監測必要性

我國一直以來均非常重視生態環境的保護，特別是黨的十八大一來，生態文明建設成為一項重要國家發展戰略，我國的生態環境問題也得到了很大程度的改善。但從生態環境保護發展現狀來看，整體形勢依然不容樂觀。從2016年發布的全國城市空氣質量報告來看，在我國337個地級及以上城市中，僅有84個城市環境空氣質量達標，而其余城市環境空氣質量均或多或少存在超標問題。而空氣超標的主要污染物有可吸入顆粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）等。上述這些污染物的存在，不僅嚴重影響了城市空氣質量，還會對人們的呼吸健康帶來持續性損害。而這些廢氣污染物的源頭多是一些固定污染源，比如工業園區、工廠以及企事業、飲食服務業單位的鍋、窯爐等。基于此，環保部門必須要提高認識，注重加強對固定污染源廢氣的監測，全面把握廢氣產出情況，深入了解不同種類的廢氣產生量、有害氣體成分等[1]。從而以此為依據，加強對固定污染源廢氣的針對性監管，有效降低固定污染源廢氣的排出總量以及有害物質的排出量。同時通過廢氣監測獲取的相關信息，還能夠作為后續進行空氣環境治理的重要依據，從而更好地提升我國的空氣質量，打造一個生態宜居的城市環境。

二、固定污染源廢氣監測常見問題

（一）測量孔布置不合理

在實際開展固定污染源監測工作的過程中，針對監測方法的實施，必須要保障其科學合理性，如此才能獲取準確的監測信息，提高廢氣監測質量水平。而測量孔的合理布置，便是保障監測方法科學實施的重要一環。但當下在實際進行布置測量孔時，依然存在一些不合理問題。比如布置的測量孔距離廢氣源頭位置較遠，使得測量位置氣流速度增加。如此一來，在采樣時，將會很容易遇到氣流不穩的問題，從而很容易增大廢氣采集的誤差，不利于廢氣監測質量水平提升。另一方面，在實際進行廢氣采集時，如果沒有做好測量孔合理布置，還會導致采集到的廢氣樣本濃度出現下降現象，或相較于空白樣本，廢氣樣本增加質量異常減小。在這一情況下，排放廢氣管道會出現負壓過大問題，最終對廢氣監測數據的準確獲取帶來不利影響。

（二）參比方法選擇不科學

在我國現有的《固定污染源廢氣排放連續監測技術規范》（HJ 75—2017）中，針對顆粒物以及氣態污染物比對監測，尚未規定明確的監測方法。僅僅對參比測量方法作出了規定，要求在實際進行廢氣監測時，采用國家或行業發布的標準分析方法。但從廢氣監測實際情況來看，廢氣組成一般成分較為復雜，在實際開展比對監測時，很有可能致使參比方法選擇出現不科學的問題。以廢氣中二氧化硫監測為例，針對該廢氣的監測，在《固定污染源廢氣二氧化硫的測定非分散紅外吸收法》（HJ 629-2011）、《固定污染源廢氣二氧化硫的測定定電位電解法》（HJ 57-2017）等中均有相關規定，而上述方法在實施時，廢氣中的一氧化碳對定電位法的實施將會產生比較大的影響。而針對廢氣中的顆粒物監測，在《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）等均有相關的監測方法規定，而在不同的監測方法下，顆粒物濃度的適用范圍存在一定的差異，因此選擇不同的參比方法對廢氣中相同污染物進行測定時，往往會獲得不同的結果，這顯然不利于廢氣監測質量水平提升。

（三）監測點設置不規范

針對固定污染源中的廢氣監測，我國對此通常有明確規定。例如在《固定污染源廢氣排放連續監測技術規范》（HJ 75-2017）中，編隊廢氣CEMS監測斷面和參比監測斷面進行了明確規定。對廢氣CEMS監測斷面而言，在設置監測點時，要求在斷面下游需要預留參比方法采樣孔，從而為參比方法測試創造有利條件[2]。通常而言，在互不影響測定的前提下，監測點不宜相距過遠靠近。但在實際開展廢氣在線監測時，依然存在一些在線監測設備安裝位置不規范的問題，或參比監測位置和在線監測探頭安裝位置存在明顯的差異，上述這些都會對固定污染源廢氣在線監測效果提升帶來不利影響。

（四）監測儀器設備維護不充分

如今針對固定污染源廢氣監測，通常會采用一些在線監測手段，應用到一些精密的在線監測儀器，而如果缺乏對這些設備的維護，很容易嚴重影響在線數據的準確率。例如當前一些在線設備運營人員在采用標氣校準在線設備時，采用的標氣流量與正常測量時的流量存在很大差異，從而會致使最終的測試結果會出現非常大的偏差。還有一些工作人員在實際進行在線監測設備維護時，沒有及時進行探頭的清洗，或者對探頭清洗不夠徹底，最終影響了粒物超低排放監測精度。除此之外，針對冷凝器、伴熱管維護不到位，使其無法正常運行。在實際進行廢氣監測時，將無法消除水蒸氣對廢氣監測帶來的干擾，最終影響監測的準確性。同時針對傳感器的維護，沒有按照規定做好零點校準和量程校，同樣也會對最終廢氣監測質量提升帶來嚴重影響。

（五）比對參數設置不一致

在實際開展固定污染源廢氣在線監測時，確保相應設備與參比設備監測一致性非常關鍵。如此獲得的監測結果，才具有良好的可比性。但在實際開展廢氣監測時，經常會存在在線監測設備系統時間與數采儀、采樣儀器設備不一致問題。除此之外，CEMS參數在實際設置過程中，沒有與上傳平臺參數設置保持一致。上述這些參數設置不一致的問題，都會對最終的比對結果造成不利的營銷。而從在線監測系統測量結果數值信息來看，其中包括了一些關鍵的參數信息，比如濕基值、干基值等，個別在線監測儀器在實際進行監測數值上傳時，通常會選擇上傳濕基值作為實測值，而這一數值會相較于實測干基值會存在偏小的問題，而參比監測結果則是實測干基值。如此一來，很容易對最終監測結果比對造成不利影響，出現不合格問題。

（六）監測干擾未排除

在實際進行現場固定污染源廢氣監測時，還存在干擾因素未排除的問題。該問題主要表現為以下三方面：（1）廢氣濕度干擾因素。廢氣如果濕度過高，會對顆粒物和氣態污染物監測帶來干擾影響。尤其是在采用參比設備進行廢氣顆粒物采集時，高濕廢氣會讓玻璃纖維濾筒變得更加潮濕，采樣系統的阻力會因此不斷上升。而隨著阻力的不斷增加，將會致使顆粒物無法實現等速采集，參比設備也會因此承擔較高的負荷，導致廢氣采樣中斷，濾筒承壓破裂，難以取出。另一方面，針對廢氣二氧化硫的測定，若廢氣從溫度相對高的煙道中抽出，在常溫或低溫環境下，廢氣攜帶的水蒸氣會因此凝結成水，而SO2溶于水，將會形成硫酸，從廢氣中脫離。最終獲得的二氧化硫監測數值將會比真實數值低[3]。（2）高負壓干擾因素。對管道中廢氣而言，很容易受高負壓干擾因素的營銷，而該干擾因素的出現，主要是因為測試點位區域廢氣流速過快而形成。同時這種干擾因素還會直接影響廢氣的比對準確性。例如在采用定電位電解法進行廢氣中二氧化硫以及氮氧化物的測定時，相應廢氣的濃度會受到流過傳感器廢氣流量大小的影響，而負壓大小會直接影響吸入傳感器廢氣流速的大小，最終對廢氣濃度測定準確性造成干擾影響。（3）監測孔密封不嚴。當監測孔沒有做好密封工作時，或者在管道之中，發生了漏氣問題，將會致使空氣通過監測孔混入煙道，因此會對氧含量測定造成不利影響，一般相較于真實值，獲得的測定值結果往往會偏大。

三、固定污染源廢氣監測工作開展應對策略

（一）增強測量孔位置設置合理性

在實際進行廢氣監測時，必須要結合實際，保障測量孔位置設置的合理性，才能更好地提高廢氣監測分析工作的質量水平。監測工作人員在具體進行測量孔設置時，應注意結合實際情況，盡量靠近測量點位置進行設置，如此才能獲得更加穩定的氣流，避免氣體樣本發生較大偏差的問題。與此同時，在進行測量孔的設置過程中，還應提高對測量孔內徑大小控制的關注。在不同的測量情況下，測量孔內徑大小有著一定的差異性。但通常而言，要求測量孔的內徑不小于80 mm。但針對氣態污染物的樣品采集，進行測量孔內徑設置時，只需要控制在40 mm及以上即可[4]。除此之外，在實際開展廢氣監測工作的過程中，針對一些少數監測點，可以直接取消，然后選擇在監測點之上，提高對固定污染源廢氣排放情況監測頻次。與此同時，還可以在多次廢氣排放監測成果之間取平均值，更有利于提高監測數據的準確性。

（二）科學選擇參比方法

在實際開展固定污染源廢氣在線監測時，做好參比方法的科學選擇也非常重要。在這一過程中，需要結合實際需要測定的廢氣成分，明確相應的適用范圍，并以此為依據，保障，監測方法以及參比方法選擇的科學性。具體而言，針對廢氣顆粒物，比較合適的在線監測方法有“光電投射法”“電荷法”“β射線法”等，而參比監測方法應選擇“重量法”。針對廢氣中的氮氧化物，比較合適的在線監測方法有“紫外熒光法”“定點位電解法”等，而參比監測方法可以選擇“碘量法”“非分散紅外吸收法”等。針對廢氣之中的氧含量監測，比較合適的在線監測方法有“氧化鋯法”“磁壓法”等，而參比監測方法可以選擇“熱磁式氧分析法”“電化學”法。針對廢氣中的二氧化硫監測，可以選擇參比測定方法有定電位電解法、非分散紅外吸收法等。當采用定電位電解法時，應注意采用磷酸吸收、乙酸鉛棉吸附、氣體過濾器濾除等方式，消除廢氣中氨、硫化氫、氯化氫等氣體的干擾。同時由于二氧化硫的監測會產生嚴重的一氧化碳干擾，因此在采用定電位電解法時，必須要做好一氧化碳的測定。而采用非分散紅外吸收法進行二氧化硫的測定，實際干擾因素比較少。尤其是在室溫環境下，如果廢氣中的含水量以及水蒸氣含量較低，那么幾乎沒有干擾，否則需要采用除濕裝置，消除水蒸氣帶來的干擾。

（三）提高監測點位設置規范性

在實際進行固定污染源廢氣監測時，做好監測點的合理布置也非常重要。首先，針對CEMS監測系統，應注意做好其安裝位置與參比監測位置的合理設置。在CEMS監測系統測定位置設置方面，應注意不要在煙道彎頭和斷面急劇變化的位置進行設置。如果受客觀監測條件的營銷，無法滿足上述設置要求。在實際設置過程中，可選擇氣流穩定斷面。但值得注意的是，CEMS監測系統監測位置前直管段的長度應比安裝位置后管段的長度要長。而針對參比監測位置的設置，應選擇在CEMS系統監測斷面下游方向，顆粒物、氣態污染物參比方法采樣位置按照GB/T 16157和HJ/T 397等要求設置。氣態污染物參比方法采樣位置與CEMS系統測定位置應盡量靠近，但注意要互不干擾。尤其是不能干擾CEMS監測系統正常取樣，才能更好地提高廢氣監測效果。

（四）定期維護監測設備

在實際開展固定污染源廢氣監測過程中，監測儀器設備發揮著非常關鍵的作用。基于此，必須要加強對監測儀器設備的維護。在實際維護過程中，應注意做好日常巡檢記錄、儀器校準記錄等記錄的檢查。在檢查過程中，應確保校準時使用的流量與實際測量時的流量保持一致；針對CEMS監控系統，應注意定期做好顆粒物探頭的清洗，保障相應設備裝置能夠發揮出應有的功能價值。除此之外，還需要對廢氣監測儀器設備進行老化、損壞零部件的更換，從而確保相應的監測儀器設備能夠正常穩定運行。

（五）做好參數核對

在實際進行固定污染源廢氣在線監測過程中，還應注意做好相關參數的核對。具體應落實以下幾點：（1）做好監測時間參數核對。在廢氣監測現場，針對煙塵采樣器、廢氣分析儀、CEMS系統等儀器設備，需要注意做好相應顯示時間的核對，確保其與上傳平臺端保持一致。（2）做好參數設置核對。在監測現場，針對廢氣監測工作的開展，還應注意核實煙道、煙囪尺寸（截面積）尺寸、NO和NO2、NOX之間的換算系數，并與上傳平臺端進行比較，確保兩者一致。在此基礎上，還需要對CEMS調試報告以及驗收報告中的標準曲線參數和速度場系數與CEMS管理系統參數設置進行核對，確保兩者保持一致。（3）針對一些企業中固定污染源的廢氣監測，還需要核對企業生產工況的穩定性。比對監測時段確保企業處于正常生產的工況下，同時保障環保處理設施穩定運行，避免發生較大波動。在采樣時，應保持手工采樣與監測設備自動采樣的同步性，如此才能從根本上提高監測數據的準確性。

（六）消除現場監測干擾

針對固定污染源廢氣監測工作的開展，做好現場干擾因素的消除也非常關鍵。具體應做好以下幾點：（1）消除高濕度廢氣干擾。若廢氣的濕度較高，那么其中一些氣體物質如二氧化硫，會很容易與廢氣中的水分發生反應，從廢氣中脫離除了，導致監測結果比真實結果要低。為有效消除這一干擾因素，可以采用制冷脫水或高溫加熱方式進行處理。在采用高溫加熱時，需要選擇在廢氣監測前進行處理。在具體實踐過程中，可以采用帶有加熱功能的采樣管進行采樣。比如在測定高濕廢氣中的二氧化硫時，可以開啟采樣管上采樣頭固定裝置的加熱功能，將采樣管溫度維持在160℃左右進行采樣。針對廢氣中顆粒污染物的測定，采樣管需要控制在110℃以內，應保障濾筒干燥性，能夠有效消除濕氣對廢氣監測結果帶來的干擾影響（2）加強高負壓干擾處理。為降低高負壓煙道對比對監測結果帶來的干擾影響，可通過在氣體通道中設計一種多通路裝置，將采塵泵連接到廢氣采樣槍上，再用廢氣采樣的小泵連接到多通路裝置上，采集進入裝置中的氣體，能夠有效消除高負壓帶來的干擾影響。（3）保障監測孔密封性。在實際進行廢氣監測時，應加強對監測孔和管路漏氣檢查。在進行廢氣測定，可采用棉紗布，將固定污染源的煙囪、煙道采樣口封死，采樣槍盡可能接近煙道中心進行采樣，更有利于監測效果提升。

總結：總而言之，固定污染源廢氣監測是一項較為復雜系統的工作，為更好地保障該項工作的開展質量，必須要深刻認識到其中存在的一些常見問題，加強對問題的分析，并提出一些針對性解決措施，實現問題解決，有效提高固定污染源廢氣監測的質量水平，更好地保護我國的空氣環境。