對廢氣中低濃度顆粒物監測方法的驗證分析

盧 遙

（山西省陽泉生態環境監測中心，山西 陽泉 045000）

0 引言

工業活動中產生的顆粒物對人的身體健康危害很大，具體表現為呼吸系統問題與生理學功能阻礙、眼鼻等粘膜組織遭受刺激性而生病；同時顆粒物對植物也有不同程度的危害。目前，在我國的大部分地區，冬季采暖及工業鍋爐的燃料仍然以煤炭為主，所以，在控制大氣污染防治的諸多工作中，對煙塵排放的監測仍然是重要的一部分。顆粒物是固定污染源監測中的常規項目，目前的主要方法是手工法，隨著現階段排污企業處理顆粒物的技術不斷提高，顆粒物濃度越來越低，顆粒物的采樣和分析變得越來困難。

固定源顆粒物的采樣一般采用等速采樣法，其原理是采樣過程中，采樣嘴直對氣流，使采樣嘴的吸氣速度與測點處氣流速度相同，并抽取一定量的含塵氣體，根據采樣管上捕集到的顆粒物量和同時抽取的氣體量，計算排氣中顆粒物濃度[1]。現階段排污企業多為超低排放，在使用濾筒的過程中經常出現負值現象，而且待測煙塵濃度越低測量出現負值的概率越高。所以對顆粒的手工監測提出了更高的要求，有關部門也規定了超低排放制度下低濃度顆粒物的監測要求及標準，《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法（HJ 836—2017）》[2]（以下稱標準方法）就是在這樣的背景下應運而生。本次實驗通過對標準方法中的檢出限、精密度、正確度和全程序空白的測試分析，驗證該標準方法在常規監測過程中的適用性。

1 實驗過程

1.1 主要儀器、設備和材料

儀器設備：8040 型智能高精度綜合標準儀（青島嶗應海納光電環保集團有限公司）；MH-3300 煙氣煙塵顆粒物濃度測試儀（青島明華電子儀器有限公司）；GZX-9148MBE 電熱鼓風干燥箱（上海博迅醫療生物儀器股份有限公司）；HSX-350 恒溫恒濕稱重系統（上海海向儀器設備廠）；BT25S 電子天平（Sartorius，德國賽多利斯集團）和KQ3200E 超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

材料：丙酮（AR 天津市風船化學試劑科技有限公司）；石英棉（上海昕滬實驗設備有限公司）；采樣頭（前彎管、不銹鋼托網、密封圈）（青島動力偉業環保設備有限公司）和石英濾膜（青島動力偉業環保設備有限公司）。

1.2 采樣頭處理

采樣前，用超聲波清洗器清洗采樣頭（前彎管、不銹鋼托網、密封圈），以去除各部件上可能吸附的顆粒物。將采樣頭放置在烘箱內烘烤，烘烤完冷卻后，將濾膜和不銹鋼托網用密封鋁圈同前彎管封裝在一起，組成采樣頭，將其放入恒溫恒濕稱重系統平衡24 h[3]。平衡后稱重，稱量的結果要求應符合方法標準要求，否則此次樣品無效。

采樣后，用蘸有丙酮的石英棉對采樣頭外表面進行擦拭清洗。清洗后，烘烤采樣頭。采樣頭干燥冷卻后放入恒溫恒濕稱重系統平衡24 h。保證采樣前后的恒溫恒濕稱重系統平衡條件不變[4-5]。在恒溫恒濕稱重系統內用天平稱重，稱重步驟和要求與采樣前稱量一致。

2 方法驗證

2.1 檢出限測試

本次實驗使用潔凈的空氣驗證方法檢出限，即實驗使用空白濾膜，以標準規定程序連續測量7 次，以3.143 倍標準偏差計算方法檢出限，驗證試驗選取的采樣流量為45 L/min，采樣時間為30 min，確保采樣體積不小于1 m3，計算得出平均值、標準偏差、檢出限等參數，見表1。

表1 標準偏差、檢出限測試數據表

經計算得出：低濃度顆粒物檢出限為0.5 mg/m3，滿足標準方法中“檢出限為1.0 mg/m3”的要求。

2.2 方法精密度測試

本次對冀東水泥1#水泥磨除塵后、兆豐電解鋁1#脫硫塔脫硫后和國陽二電1#脫硫塔脫硫后進行監測，測試數據用于精密度驗證。測試結果見表2。

表2 精密度測試數據

經計算得出：上述不同顆粒物濃度的相對標準偏差，符合標準方法中的相關要求。

2.3 方法正確度測試

采用和已取得標準方法資質的山西瑞鴻兆豐環境監測有限公司共同對國陽二電1#排氣筒監測，對比驗證結果見表3。

表3 正確度測試數據

經計算得出：6 組測試數據和山西瑞鴻兆豐環境監測有限公司6 組測試數據相對偏差分別為12.5%、1.4%、10.1%、3.2%、8.8%、3.0%（平均值6.5%），均小于相應的允許相對偏差21.3、20.9、20.9、21.5、21.0、21.1、21.1，參照標準方法附錄A 同步雙樣的測定要求[6]，相對偏差均在允許最大相對偏差范圍內，符合要求。

2.4 全程序空白測試

全程序空白增重除以對應測量體系的平均體積不應超過排放限值的10%；顆粒物濃度低于檢出限時，對應的全程序空白增重應不高于0.5 mg，失重應不高于0.5 mg。樣品測定中全過程空白數據見表4。

表4 全程序空白測試數據

空白增重為m1-m2=12.658 53-12.658 40=0.13 mg，符合標準方法中對全程序空白的要求。

3 結論

通過對標準方法中檢出限、精密度、正確度和全程序空白的測試分析，結果均能滿足標準方法的要求。該方法的發布可以有效解決之前監測過程中容易出現的問題，保證監測過程中數據的合理性和準確性，更好地運用于固定源低濃度顆粒物監測中。