固定污染源废气中颗粒物监测及质控技术

危勤涛

摘 要：对比固定污染源废气中颗粒物的几种监测分析方法，结合自身实际工作经验，从监测分析方法的选择、监测技术要点、监测主要环节的质控技术三个方面进行阐述，为环境监测人员从事固定污染源废气颗粒物的监测工作提供参考，提高监测质量。

关键词：固定污染源废气;颗粒物;技术要点;质控技术

固定污染源废气中颗粒物是指燃料或其他物质在燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。

我国针对固定污染源中颗粒物的测定方法主要有《锅炉烟尘测试方法》（GB 5468-91）、《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）、《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》（HJ  836-2017）三种方法。其中GB 5468-91于1991年9月14日颁布，于1992年8月1日实施;GB/T 16157-1996于1996年3月6日颁布并实施，生态环境部于2017年12月29日发布修改单并于2018年1月8日实施;HJ 836-2017于2017年12月29日颁布，于2018年3月1日实施。

本文主要对固定污染源废气中颗粒物监测时监测方法的选择、监测技术要点、颗粒物监测主要环节的质控技术进行探讨。

一、监测方法的选择

GB/T 16157-1996修改单规定“颗粒物浓度小于等于20mg/m3时，适用HJ 836;浓度大于20mg/m3且不超过50mg/m3时，本标准与HJ 836同时适用。采用本标准测定浓度小于等于20mg/m3时，测定结果表述为‘<20mg/m3。”

HJ 836-2017 适用于低浓度颗粒物的测定，“当测定结果大于50mg/m3时，表述为“>50mg/m3”。当采样体积为1 m3时，方法的检出限为1.0 mg/m3。

在实际监测工作中，首先要根据《固定污染源废气监测技术规范》（HJ/T 397-2007）要求收集相关技术资料，了解产生废气的生产工艺过程、生产设施的性能及颗粒物排放浓度大致范围，同时也要了解颗粒物执行的排放标准以及是否需要进行折算等信息。

（一）固定污染源废气中颗粒物的测定方法选择（锅炉除外）

（1）执行实测排放浓度标准

当排放标准限值<20 mg/m3时，应当依据HJ 836-2017进行颗粒物的测定，监测结果≥1 mg/m3时，以实测浓度计;监测结果<1mg/m3时，表述为“<1mg/m3”或“ND”并备注检出限浓度值，评价结果为达标。

当排放标准限值≥20 mg/m3时，可以依据GB/T 16157-1996进行颗粒物的监测。监测结果≥20 mg/m3时，以实测浓度计;监测结果<20mg/m3时，表述为“<20mg/m3”，评价结果为达标。

（2）执行基准含氧量排放浓度标准

当排放标准限值<20 mg/m3时，应当依据HJ 836-2017进行颗粒物的测定，再进行基准含氧量排放浓度的换算。

当排放标准限值≥20 mg/m3时，要根据监测前收集的大致排放浓度、排气含氧量等相关资料进行监测方法的确定。但当颗粒物实测浓度>50 mg/m3时，必须依据GB/T 16157-1996进行颗粒物的测定。

（二）锅炉烟尘的测定方法选择

由于GB 5468-1991中未明确给出烟尘浓度的适用范围，也未明确称量天平精度、样品前后处理方式等方面内容。根据GB/T 16157-1996修改单、HJ 836-2017的相关内容，实测浓度<20mg/m3的烟尘建议依据HJ 836-2017进行烟尘的测定，实测浓度≥20 mg/m3的烟尘可以依据GB/T 16157-1996进行烟尘的测定。

当依据GB/T 16157-1996进行颗粒物的测定时，除满足该标准的要求外，还需要满足GB 5468-1991每台锅炉测定时所采集样品累计的总采气量不得少于1 m3的要求。

二、监测技术要点

（一）采样位置

采样位置应优先选择在垂直管段，要避开烟道弯头或断面急剧变化的部位，采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处;对于矩形烟道，其当量直径D=2AB/（A+B），式中A、B为边长。同时也要考虑现场监测的安全性、可接近性、可操作性，既要保证样品的代表性，也要保证人员的安全以及操作的方便。

（二）采样点位置和数目

要严格按照标准要求，根据采样断面的形状和尺寸，合理布设采样点位置和数目。采样点的数目应不小于标准规定的相应尺寸对应测点最小数量，以保证样品采集的代表性以及排气流速的均匀性。

（三）采样时间

依据GB 5468-1991、GB/T 16157-1996进行颗粒物样品的测定时，应保证每个测点的采样时间不少于3分钟，且各点采样时间应相等。依据HJ 836-2017进行颗粒物的测定时，除满足上述要求外，还必须保证每个样品的增重不少于1mg或采样体积不小于1m3，由于采样现场基本保证不了增重要求，实际监测过程中一般是保证采样体积不小于1m3。

（四）样品数量

GB 5468-1991、GB/T 16157-1996均明確要求采集3个样品。HJ 836-2017虽未明确要求采集3个样品，但该标准样品采集要求采样步骤参见GB/T 16157-1996中采样步骤的要求，现场采样时的质量保证措施应符合HJ/T 397-2007中现场采样质量保证措施。生态环境部部长信箱来信选登于2019年3月21日刊登“关于HJ836低浓度颗粒物采几个样品问题的回复”中回复“HJ 836属于监测方法标准，规范的是固定污染源废气中低浓度颗粒物的测定方法。实际监测工作中，样品的采集数量、频次等还应符合相应的监测技术规范或有关排放标准的要求。”所以依据HJ 836-2017进行颗粒物的测定时，仍然要采集3个样品。

（五）排气中水分含量的测定

由于上述三个方法标准所指体积和浓度均为标准状态下干废气体积和浓度，所以在固定污染源废气中颗粒物测定时需进行排气中水分含量的测定。

GB 5468-1991中湿度的测定可采用干湿球法或冷凝法进行测定;GB/T 16157-1996中水分含量的测定可采用冷凝法、干湿球法、重量法进行测定;而HJ 836-2017中水分含量的测定可采用冷凝法、重量法、仪器法进行测定。冷凝法、重量法由于操作复杂，在实际监测工作中，依据GB 5468-1991、GB/T 16157-1996时一般可选择干湿球法进行测定;依据HJ836-2017测定时建议选择仪器法进行测量，该方法相对干湿球法而言，测定结果准确。

（六）样品称量

依据GB 5468-1991、GB/T 16157-1996测定时，除按标准要求样品经烘烤后取出放入干燥器中，冷却至室温，用天平称量至恒重，还应满足HJ397-2007要求“在恒温恒湿的天平室冷却至室温”。所以在天平室应配置恒温恒湿装置以保证在样品在采样前后的温湿度条件一致，方可保证称量数据的准确性。

依据HJ 836-2017测定时，采样前后样品需放入恒温恒湿设备内用天平称重，采样前、后平衡及称量时，应保证环境温度和环境湿度条件一致，建议设置温度为20℃，湿度为50%。

三、颗粒物监测主要环节的质控技术

（一）天平的质量控制

应定期使用一次性、沾有防静电溶液的湿巾清洗天平表层，在每次称量前，清洗用于处理标准砝码和样品的防静电镊子，并确保干燥后使用。称量前应检查天平的基准水平，并根据需要进行调节。为确保称量的稳定性，应尽量保证天平处于长期通电状态，并在称量前1h开机。采样前、后样品称量时，必须使用标准砝码校准天平，校准砝码质量应与样品质量相当。作为质量标准使用的校准砝码表面应无锈蚀。

（二）样品称量的质量控制

采样后的样品在称量前应对样品进行检查，检查是否存在样品破损或其它异常情况，若存在异常情况则样品无效。采样前、后样品平衡及称量时，应保证环境温度和环境湿度条件一致。使用防静电镊子进行夹取样品，避免静电对称量造成影响。样品称量时应佩戴无粉末、抗静电的一次性手套进行操作。采样前、后样品称量应使用同一天平，并避免称量前后人员不同引起的误差。

（三）采样时的质量控制

装好样品后应进行气密性检查。采样时，保证采样嘴与烟气流向之间的偏差不超过10°，确保等速采样。采样过程中采样嘴的吸气速度与测点处的气流速度应基本相等，相对误差小于10%。采样管放入或移出烟道时，要避免采样管和烟道或采样口的碰撞，损伤皮托管或采样头。应及时检查干燥器内的硅胶，2/3变红时及时更换;更换后要重检气密性。及时倾倒冷却器、采样管（包括软管）内的冷却水，减少系统采样阻力。依据HJ 836-2017测定时，应在每次测量系列过程中进行一次全程序空白样品的采集，采集时应切断采样管与采样器主机的连接，密封采样管末端接口，防止空气（烟道为负压）或排气（烟道为正压）进入采样系统。避免样品转移及运输过程中出现采样嘴朝下的情况，防止样品增重损失。

四、结语

颗粒物作为废气主要减排指标之一，全国各地已在燃煤电厂、水泥、钢铁、焦化、陶瓷等重点行业，以及锅炉、垃圾焚烧发电等重点设施超低排放改造，颗粒物的准确测定尤为重要。现场监测人员根据监测需求，选择合适的监测方法，为生态环境保护工作提供精准的数据，以促进提高我国生态环境质量，提高人民生活幸福指数感。

参考文献：

[1]环境保护部. HJ 836-2017 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法[S].北京：中国环境科学出版社，2017.

[2]国家环境保护局，国家技术监督局.GB/T 16157-1996/XG1-2017《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》行业标准第1号修改单[S].北京： 中国环境科学出版社，2017.

[3]国家环境保护局，国家技术监督局.GB/T 16157固定污染源排氣中颗粒物测定与气态污染物采样方法[S].北京：中国标准出版社，1996.

[4]生态环境部.关于HJ 836低浓度颗粒物采几个样品问题的回复[EB/OL]. http：//www.mee.gov.cn/hdjl/hfhz/201903/t20190321_696841.shtml，2019-03-21.

[5]国家环境保护总局.HJ/T 397-2007固定源废气监测技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2007.