污染源監測中廢氣樣品采集的質量控制

山東省濱州生態環境監測中心 郭玉文

污染源監測主要指對污染物的排放來源、濃度、污染類型等情況通過科學合理的監測手段進行明確和有效控制，污染源監測能夠為污染物排放提供指導，同時也是環境影響評價的一項重要內容，有助于解決污染糾紛問題。采樣工作是污染源監測工作的關鍵一環，采集結果對監測結果的在準確性、代表性與可比性有直接影響。如果采樣環節存在問題，將會嚴重影響監測數據的準確性。所以相關工作人員需要做好污染源監測中廢氣樣品采集質量控制工作，不斷提高質量控制水平，改善采樣質量，更好地治理環境污染問題。

一、廢氣污染源樣品采集方法

（一）直接采集法

直接采集法是目前應用較為廣泛的廢氣污染源樣品采集方法，主要指利用空氣收集器直接將所需采集的廢氣收集至相應的樣品容器中，同時完成采樣工作后需要及時進行分析，確保所獲取廢氣數據具有一定的代表性，短時間內明確污染物的實際濃度[1]。通常情況下直接采集法使用的容器包括注射器、氣袋以及真空瓶等，雖然目前直接采集法應用廣泛，但是在具體應用階段仍存在一定的不足，適用性不強，主要體現在該方法只能夠應用于待測組分濃度加高以及儀器靈敏度較高的條件下，本文對常用的直接采集法進行分析。（1）注射器采集法。工作人員可以通過注射器對廢氣進行收集，主要使用100mL的玻璃直管注射器對廢氣進行抽取，及時密封保存后在指定樣品保存期內（例如非甲烷總烴樣品的保存期為8h）及時送至實驗室進行檢測。在具體應用過程中，該檢測操作要點包括以下幾點：全面清洗待測廢氣，短時間內將待測廢氣抽滿，之后將廢氣排空，上述操作共進行3-5次，重復操作；在現場操作過程中，對待測樣品進行簡單處理，具體內容包括核實樣品編號，擰緊膠帽，進行防漏氣處理等；在進行樣品運輸的過程中，進氣端和活塞端處于始終向上的狀態，同時在運輸工具中垂直放置，避免樣品與樣品互相擠壓、碰撞。采集工具中的樣品活塞需要處于正壓狀態，避免受到環境因素影響導致污染物稀釋。（2）氣袋采集法。主要指通過氣體采集袋進行采集，為了保證采集質量，需要對采集工具進行合理選擇，避免其對樣品形成依附或者存在惰性材質，對采集結果造成影響，降低誤差發生率。在現場進行樣品采集的過程中，需要采用真空廂式氣袋采樣器進行采集，被采集樣品放置于采集器中，全面清洗采集袋后開始采集作業。目前常用的采集袋主要包括鋁箔氣體采集袋、聚氯乙烯氣體采集袋等[2]。（3）真空容器法。該方法也是目前應用廣泛的一種采集方法，具體使用工具為不銹鋼以及耐壓玻璃瓶。在進行采集作業前首先要進行抽空處理，合理控制瓶內壓力，確保其低于0.15kPa，進氣端與采樣位置對準，之后將活塞閥打開，開始采集作業。

（二）濃縮采集法

濃縮采集法也是目前廢氣污染源樣品采集方式，目前應用較為廣泛的方法為吸附柱阻流法和溶液吸收法。前者具有較高的應用價值，在采集過程中，可以按照相應的流速對廢氣進行處理，主要采集工具為采樣管，在采集時能夠全面吸收廢氣中形成的待測物，并且具有良好的阻留和吸附效果，之后采用其他方式，如熱解析等，使待測污染物轉化為氣態或液態的形態，將其放入檢測儀器中，工作人員進行全面分析。但是該方法易受到其他因素的影響，如吸附物質的容量，因此只適用于待測物濃度較低的條件下。吸附柱阻流法在環境空氣、室內空氣的有機污染物采集中具有較高的應用價值[3]。溶液吸收法主要指在溶解作用或者化學反應固定的作用下將廢氣中污染物吸收到溶液中，之后通過相應的化學反應，使用滴定法、分光法等方法測定污染物濃度；該方法的優勢體現在毒性小、成本低。

二、采樣效率的影響因素分析

樣品采集器對質量的影響：在進行采集前，采集人員需要認知檢測樣品采集工具，分析樣品使用方法可能對質量造成的影響。比如說使用濾紙或者濾膜法進行樣品的采集，需要認真分析蒸汽的受污染情況。在具體采集階段，為了保證整體采集質量，需要使用固體吸附法，不但有助于提高整體工作效率，同時能夠改善采樣質量水平[4]。另外，采集人員需要注意，如果采樣氣泡管或者多孔管采集樣本堵塞問題較為常見，對采樣的質量和效率造成不利影響，因此需要做好預防措施，避免堵塞發生。

采樣流速對質量的影響：采集不同的廢氣樣品時，對泵抽氣頻率進行合理設置十分必要，通常情況下，采用氣體采樣管收集廢氣時，采氣的流速約為0.1-2.0L/min。如果采樣流速較快，廢氣污染物并未被全部吸收便被空氣一同帶走，進而導致采集效率降低。另外，樣品的質量也會受到溫度、濕度等相關因素的影響。所以工作人員在實際操作過程中需要保證儀器具體應用情況，進而有效提高采樣質量與效率。

三、污染源廢氣樣品采集的質量控制措施

（一）監測前準備工作

為了保證監測所得數據的精準性，監測前需要做好準備工作，避免實際工作過程中存在疏忽或遺漏。首先，相關工作人員需要充分掌握監測現場情況，制訂科學合理的監測方案，掌握污染源的特性，明確污染源排放口的具體位置、分布情況，完成勘察工作后，整合各類信息，在這一基礎上制定科學合理的監測方針，進一步提高監測水平[5]。除此之外，監測階段易發生的相關問題，工作人員需要做好預測，制定有效的防范對策。

（二）點位布設

采樣點設置是監測工作的重點，其位置是否科學合理與監測結果的準確性息息相關。因此不僅需要合理選擇采樣點，還需要做好布設工作，布設位置需要滿足實際要求，嚴格根據相關規定選擇，根據監測要求明確最合適位置，同時對抽取截面進行嚴格控制，確保采樣點具有代表性[6]。另外，對于監測過程中可能遇到的問題合理調整采樣點位置，確保采樣的準確性。因為在實際工作過程中，很多排放點所處環境較為復雜，在監測階段沒有廢氣監測技術作為參考，該項工作對工作人員專業水平有一定的要求，需要工作人員掌握技術應用要點，結合實際合理應用相關技術，提高監測效果，保證結果的準確性。

首先，工作人員進行固定污染源廢氣排放設施點位布置的過程中，需要嚴格按照相關規范要求進行工作，選擇具有代表性、易達到的采樣點，對采樣位置的選擇來說，需要將其設定在垂直管段，避免設置在渦流、湍流位置或者擋板等已發生變化的位置。對布設原則來說，需要確保斷面距離上部位下游方向超過6倍直徑，上游方向則需要超過3倍直徑，同時對監測點氣流的流速進行合理控制。進行顆粒物采樣點的布設時，需要根據實際情況設置多個取樣點，混合性、均勻性是氣態混合物的主要特點，因此需要保證取樣點和煙道中心距離較近，同時需要注意避開渦流區[8]。通常情況下，廢氣排氣筒存在較大的負壓，因此采樣點也需要設置在面積較大的區域。如果廢氣濕度較高，需要在廢氣排放口周圍位置設置監測點；將采樣孔設置于采樣位置，同時對孔內徑、孔管長等參數進行嚴格控制，完成采樣后及時進行封閉處理。對于形狀不同的煙道，采樣孔的設置也存在明顯差異，圓形煙道的采樣孔需要設置于各測點在內相互垂直的直徑線上，方形煙道則需要設置在包含各類測點的延長線上。采樣位置需要設置永久采樣平臺，同時對取樣口的高度進行合理設置，為工作人員的安全提供保障，同時為其進行相關操作提供便利。

其次，工作人員還需要做好無組織排放源的點位設置工作，設置過程中需要嚴格按照相關規范要求進行工作。無組織排放源的布設工作較為復雜，主要原因在于其風向、邊界以及敏感點等位置存在差異，因此點位的設置情況也有所不同，通常需要將采樣點設置在不同的位置。除此之外，環境空氣相對敏感的區域，如存在污染物超標的居民區，需要根據具體情況適當增加采樣點。進行點位設置的過程中，全面了解周圍環境情況，盡量選擇空曠位置，保證附近沒有建筑物或高大樹木，避免對檢測工作的開展造成影響[9]。

（三）工況及排氣參數監測

實際監測工作過程中因工況等因素具有不確定性，排放量的增減具有隨機性，根據條件的不同，排放的廢氣成分也各不相同，因此對檢測人員開展監測工作帶來了一定的挑戰。開展檢測工作前，需要全面檢查污染源正常工作過程中的負荷，首先分別記錄不同時間段的排放量，結合各時間段排放量的差異性，明確最后所需參量。另外，對各時段獲取測量值進行分析，選擇排放量較為居中的數據作為參數，最后對工況以及排量測定進行規范量化，建立一個全面的參照系[10]。對排氣參數檢測來說，需要對采樣系統的實際密封情況進行檢測，確保其他系統技術參數與其保持一致，之后才能進行排氣參數的檢測。同時設置排氣參數的過程中需要認真參考測量儀器的使用要求，保證參數設置與說明書要求相符，這樣才能保證排氣參數監測值的準確性。

首先，溫度測量。在進行溫度測量時，監測點需要盡量接近煙道的中心位置，同時工作人員需要合理選擇溫度計的量程，對其最小刻度值進行合理設置，保持在1℃[11]；對實際測量溫度值來說，需要確保其處于儀器合理量程內，避免測試時導致儀器受損使監測結果存在較大誤差。

其次，排氣壓力值測量。監測排氣壓力值的過程中，首先需要對其進行調零操作，之后檢查監測儀器的氣密性，明確儀器能夠正常、穩定運行后才能進行排氣壓力值的監測。監測時需要確保皮托管的全壓孔對準氣流方向，同時對其角度進行合理控制，保持在±10°以內，這樣能夠保證監測結果的準確性與可靠性。

最后，工況監測。工況監測是監測工作的重要一環，需要確保其穩定性，避免在監測時出現波動情況，如果實際監測階段存在明顯的波動情況，要將數據作廢，重新進行監測，這樣才能保證結果的準確性。在監測過程中，需要使用的儀器類型繁多，主要包括壓力計、溫度計以及濕度計等，使用相關儀器前，需要認真檢測儀器情況，保證其無任何質量問題后進行監測，避免儀器存在故障問題對監測結果造成影響。

（四）樣品采集

樣品采集是污染源監測的重要一環，為了確保監測工作效果，需要保證樣品采集的有效性，首先，需要結合環境污染的排放方式明確樣品的采集方式，通常情況下樣品采集包括連續采樣與間斷采樣兩種方式，均得到了廣泛應用[7]。多數情況下，如果污染源一次性排放的時間大于1h，需要采用間斷采樣方法，如果小于1h，需要采用連續采樣方法。同時需要做好污染物排放量的監督工作，及時掌握現場情況，完善相關工作。樣品采集時，還需要保證采樣參數的準確性，避免對實際監測結果造成影響。

首先，在采集階段，需要按照相關規范要求對采樣管進行預熱處理，同時及時置換吸收瓶內空氣，進而開始采樣。根據待測污染物的差異性，合理選擇連接管、采樣管、吸收瓶和濾料，連接采樣管路，檢測管路的通暢性與密閉性，對采樣流量進行合理設置，確保采樣流量具備良好的穩定性，對其波動范圍進行合理控制，避免超過10%，如果條件允許，采樣量盡量要大，使樣品具備代表性，同時有助于減少隨機誤差[12]。每次監測需要采集10%的平行樣品或者加標樣品。對顆粒物采樣來說，使用等速采樣法效果理想。待采樣工作結束，切斷采集管和吸收瓶之間的氣路，避免采樣管吸入煙道負壓空氣，同時對采集、吸附工具進行密封保存，避免樣品揮發丟失。

其次，對氣態顆粒物情況展開分析。開展采樣工作時，為了能夠提高顆粒物樣品的采集效率，需要做好現場斷面、流量以及壓力等參數的監測工作，之后認真核實相關數據，了解生產設備的使用情況。如果監測所得數據與實際要求不符，則需要在斷面開展加密布點工作，根據監測點的情況適當增加數量[13]。在具體工作階段，保證跟蹤率滿足工作要求，具體為1.0±0.1，如果無法滿足這一要求，便需要重新進行采樣；如果采用固定流量采樣方法，需要做好流量情況檢查工作，及時發現偏離情況，并采取有效的調整措施。

最后，對氣態污染物情況進行全面分析。氣態污染物的采集也會受到其他相關因素的影響，因此需要不斷提高質量控制水平。需要采用冷卻、保溫、加熱等手段，確保被測氣態污染物的狀態、特性的穩定性，結合規定中的最低檢出濃度，對采樣體積進行合理選擇[14]。多數情況下，吸收瓶、吸附管均能夠作為采樣工具，具體操作階段，確保吸收、吸附裝置與采樣管出口距離較近，采用多級吸收方法。實際監測階段，工作人員需要做好參數統計工作，保證參數合理后進行監測工作。如果采樣管道表現為負壓狀態，不可以使用具備轉子流量計的工具進行工作。對氣態污染物去除率進行監測的過程中，需要在設施處理的前后同時采樣[15]。

綜上所述，污染源監測中的廢氣采樣是一個復雜的過程，對監測結果的準確性有直接影響，因此加強對采樣環節的質量控制，做好樣品采集工作，以保證樣品質量，確保測定數據的真實、完整和代表性，不斷提高環境監測的技術水準。