颗粒物在线监测偏差_颗粒物监测数据偏差原因分析

　　摘 要：污染源颗粒物的监测是环境监测的一项重要工作,颗粒物采样的准确与否,直接影响到环境监测能否真实反映污染源排放污染物的真实状况。因此，本文针对源颗粒物监测数据偏差的原因进行了分析。

关键词：颗粒物；监测数据；偏差原因

中图分类号：X83 文献标识码：A

环境监测质量控制是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作，是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理监测系统的有效措施，它可以使环境监测建立在可靠的基础之上。根据《环境空气质量标准》、《空气和废气监测分析方法》、《固定污染源颗粒物与气态污染物采样方法》等标准方法要求，颗粒物手工监测仍然采用重量法。即将颗粒物采样管插入烟道中，按颗粒物等速采样原理，抽取一定量的含尘气体，根据滤筒上捕集到的颗粒物的量和同时抽取的气体量，计算出排气中颗粒物的浓度。

1监测现状及问题

11 颗粒物排放浓度较低

火电行业烟尘治理一般采用静电除尘器，除尘效率在99%以上。烟尘排放标准多为50mg/m3；水泥行业颗粒物治理多采用布袋除尘器，除尘效率更高，其颗粒物排放标准多为30～50mg/m3。而在实际监测中，多数污染源颗粒物排放浓度远低于其执行标准。

12手工监测误差较大

在对颗粒物排放浓度的手工监测过程中，多种因素会增大手工监测的误差。比如滤筒的前后处理方法、天平室的称量环境、采样点位、采样参数、生产运行工况、采样仪器误差、人员误差等等。手工监测的较大误差对低浓度颗粒物监测结果的影响越来越明显，已成不可忽视的问题。

13滤筒质量参差不齐

在高流速或高温度、低浓度颗粒物排放管道中长时间采样，经常会出现滤筒捕集效率低、滤筒失重等情况；而在湿度较大的管道内采样，又容易出现滤筒破碎、粘连等情况，直接后果就是监测结果出现负值，无法使用，更无法提及样品的代表性。

上述情况已成为当前颗粒物监测的难题，而这种难题暂时仍无法解决，只能在方法范围内进一步探讨导致数据偏离的原因，寻求解决办法，尽可能地提高监测数据地有效性。

2检测数据偏差原因分析

21玻璃纤维滤筒方面

作为样品采集的重要媒介，滤筒的质量至关重要。一般要求滤筒材质均匀，轻敲不掉渣、轻搓不起层，高温不失重，高湿不破碎。而目前市场上玻璃纤维滤筒品牌繁多，质量良莠不齐，达到基本要求的滤筒很难找到。这就难以避免滤筒出现失重现象，从而导致数据缺乏平行性，甚至样品全部为不合理的负值，根本无法谈及样品的代表性。

1）滤筒高温失重

按照常规方法要求，采样前滤筒应在105℃～110℃烘烤1h，然后于干燥器中冷却至室温，并用感量01mg的天平称量至恒重。而在实际应用中，烟气温度往往要高于105℃，滤筒在这种高温且烟气流速较高的情况下使用30min以上，就会出现失重现象。通过对某两种品牌玻璃纤维滤筒在105℃和160℃两种情况下烘干1h恒重后的称量对比，发现仅在实验室内滤筒平均失重就达28mg和38mg。

因此，在烟气温度高于105℃的环境下采集颗粒物样品时，不能仅将滤筒在105℃下烘烤，至少应将温度提高至160℃。

2）滤筒装卸误差

按现行采样方法，每个监测点位至少采集3个样品。这就要求采样人员必须在监测现场更换滤筒。而监测现场多数位于户外，滤筒安装、取出、密封等过程会受风沙等外界因素干扰，在高流速、高湿度烟气下采样后的滤筒在装卸时更容易掉屑，从而导致滤筒失重。

通过试验来说明滤筒在采样、装卸过程中产生的误差。在环境空气中模拟动压120Pa情况下采集3个样品，每个样品采集30min。经称量对比，滤筒平均失重达21mg。如果将411高温失重的因素也考虑在内，那么滤筒的失重将达到49～59mg。以上述试验的平均采样体积447L计算，最终对监测结果的影响是110～132mg/m3。这相对于30～50mg/m3的排放标准来说是绝对不可以忽略的。

22 现场采样方面

（1）采样媒介的选择

采集低浓度颗粒物样品，要事先了解采样点位的特点，针对不同条件选择合适的媒介。通过试验对比及考虑滤筒表面积大、易掉屑等因素，在高温度、高流速、高湿度等特殊条件下采样，采用玻璃纤维滤膜代替滤筒比较可行。此方法仍基于重量法，相比滤筒，其优势在于滤膜、采样头为一体装置，采样过程中不更换采样媒介，避免产生人为操作误差。在生产工况稳定的情况下，使用滤膜采样可以保证监测数据的平行性。

以下是对辽宁某电厂除尘器出口及脱硫塔出口两个有代表性的点位，分别用滤筒和滤膜进行采样的监测对比。

表1为除尘器出口监测数据。该点位烟气温度较高，147℃，湿度较小，67%，烟尘浓度较低。使用滤膜和滤筒的监测结果分别为22～34mg/m3和6～46mg/m3。就样品整体而言，使用滤膜采集的样品，标准偏差为49mg/m3；滤筒采集的样品，标准偏差为165mg/m3。

表2为脱硫塔出口监测数据。该点位烟气温度较低，56℃；湿度较大，135%；烟尘浓度较低。使用滤膜和滤筒的监测结果分别为5～8mg/m3和13～52mg/m3。同样就样品整体而言，使用滤膜采集的样品，标准偏差为14mg/m3；滤筒采集的样品，标准偏差为159mg/m3。脱硫塔出口用滤筒采集的样品结果明显偏大，不排除脱硫湿烟气中盐类物质富集到表面积较大的滤筒内，难以在实验室烘干过程中去除，从而导致烟尘浓度增加的可能。

（2）采样条件的保证

等速采样是获取有代表性样品的关键条件之一。所谓等速采样，就是气体进入采样嘴的速度Vn应与采样点的烟气速度Vs相等，其相对误差应在10%以内。当采样速度Vn大于采样点烟气流速Vs时，采取的样品浓度要低于实际浓度；当Vn小于Vs时，样品浓度高于实际浓度；只有Vn等于Vs，样品浓度才与实际浓度相等。

现场监测过程中，偶尔会发现监测仪器动压不稳定、采样流量过大、负载过高、采样枪偏移等现象，没有真正做到等速采样。出现上述情况，将会影响到计温、计压、流速的测定，从而影响到采样体积和烟气量的计算，并最终导致烟尘排放浓度及排放量数据偏离。

因此在采样前要多次预测流速，掌握烟道内各采样点位的情况，选择合适口径的采样嘴和采样方法，使用支架保证皮托管的方向、角度稳定，确保等速采样。

23 质量保证方面

（1）采样仪器必须经计量部门检定合格；

（2）定期对监测仪器进行期间核查；

（3）定期对流量计、压力传感器进行校准；

（4）保证主机内部Kp值与所用皮托管Kp值为同一数值；

（5）保证天平室的恒温恒湿条件；

（6）采样监测选择有代表性的监测点位，避开涡流区；

（7）采样前应做采样系统气密性检测，确保采样系统不漏气；

（8）采样前将采样枪放入烟道中，并背向气流，待温度上升至烟道温度时开始采样；

（9）停止采样时，在防倒吸泵未关闭前将采样管取出，避免烟气负压抽回采集的样品；

（10）及时更换硅胶，保证干燥烟气进入仪器，防止过载。

结语

综上所述，在颗粒物检测中，要注重滤筒的选择，把好质量关，杜绝劣质滤筒对监测数据带来的影响。重视滤筒的前处理工作，采样前对采样点位进行了解，视情况选择合适的前处理方法，保证滤筒在足够高的温度下烘干，称量时必须恒重。采集低浓度颗粒物样品时使用效果更佳的玻璃纤维滤膜，采集高浓度样品使用滤筒，保证监测过程严格遵守监测规范，做好质量保证工作。

参考文献

[1]鲁兴燃煤电厂排放颗粒物对大气污染的监测与危害研究[D]郑州大学，2005

[2]刘晓宇典型固定燃烧源颗粒物排放特征研究[D]中国环境科学研究院，2007

组成是采样探头、粉尘仪、温压流一体监测仪、分析机柜、标准样气、管线等，功能要求是应具有自动巡测和人工选测的功能、能兼容并处理各种监测仪器及传感器所采集的信号等。固定污染源烟气排放连续监测系统是一款对污染物污染源连续在线监测的系统设备，其组成是采样探头、粉尘仪、温压流一体监测仪、分析机柜、标准样气、管线等，功能要求是应具有自动巡测和人工选测的功能、能兼容并处理各种监测仪器及传感器所采集的信号等。系统是提出具体事项或愿望，希望能实现。

近岸海域的环境状况监测和调查评价成为了近几年比较火热的项目，由于其性质的特殊性，与地表水和海水都有些许差异，所以有一些专门的要求。

下面就列举一下近岸海域水质的采样及其质量控制要求。

流动的水体岸上采样时，采样人员站在岸边，必须面对水流动方向操作，若底部沉积物受到扰动，则不能继续取样；船上采样时，应防止船上各种污染源可能带来的影响，应逆风逆流采样（租用小船时，一般应在船头采样）；采痕量金属水样应尽量避免使用铁质或其他金属制成的容器；表层采样，采集01 m～1 m水层水样；中、底层水样采集根据水深确定，底层水样在离海底1 m～2 m范围取样，采集水样时，注意不可在被悬浮沉积物富集的底层水（一般为离海底1 m内）附近采集底层水样；避免采集受船只螺旋桨剧烈搅动的水体；当水体表面漂浮杂质时，应防止其进入采样器，否则重新采样；采集多层次深水水域的样品，按从深到浅的顺序采集；采水器容积不能一次完成采样时，可进行多次采样；测溶解氧、生化需氧量、pH等项目的水样，采样时需充满，避免残留空气对测定项目的干扰；其他定测项目，装水样至少留出容器体积10%的空间，以便样品分析前充分摇匀；取样时，应沿样品瓶内壁注入，放水管不要插入液面下装样（溶解氧等特殊要求除外）；除现场测定项目外，样品采集后应按要求现场加保存剂，颠倒数次使保存剂在样品中均匀分散；水样取好后，仔细塞好瓶塞，不能有漏水现象；如将水样转送它处或不能立刻分析时，应采用必要的防漏封口措施；过滤采用的滤膜，通常按照分析项目采用玻璃纤维或醋酸纤维滤膜，应符合分析方法要求。

水质样品采集的质量控制与实验室分析内部他控相结合，属于实验室内部质量控制的他控方法。一般由质控人员负责安排和检查，实验室分析人员根据质控人员安排进行分析，质控人员负责结果评价。样品瓶空白检查：抽查10%（不得少于2个）洗涤后的样品瓶进行空白测试，当测定结果大于检出限，应查找原因，若是由试剂引起，则更换试剂，若是由样品瓶引起的，则该批项目样品瓶须重新洗涤，直至测试合格；水质采样应在前甲板采集，以减少污染影响；前甲板不具备采集条件的，必须避免船舶自身可能对样品采集的污染；水质样品采集过程，采用现场空白样、现场平行样、现场加标样进行样品采集、贮运过程中的质量控制；采样质量控制样品数量应为水样总数的10%以上，其固定剂的添加、运输保存、分析与样品同等处理；现场空白样，一批不得少于1个，测定结果应小于该项目分析方法的最低检出限，并与实验室空白比较无显著差异，实验室空白每天至少1个，标准方法中对现场空白有明确规定的按方法要求执行；现场平行样应占样品总量的10%以上，每批样品不少于1个；现场加标样或质控样或二者加和总数应占样品总量的10%以上，每批样品不少于1个，标准方法中对现场加标样或质控样有明确规定的按方法要求执行；现场平行样、现场加标样的合格判定，一般按照采用的标准方法要求范围执行；标准样品/标准物质、质控样的合格判定，一般按照标准样品/标准物质或质控样标准范围执行。

法律分析：固定污染源NMHC-CEMS 由NMHC 监测单元和废气参数监测单元、数据采集与处理单元组成。NMHC-CEMS 应当实现测量废气中非甲烷总烃浓度、废气参数（温度、压力、流速或流量、湿度以及含氧量等），同时计算废气中污染物排放速率和排放量，显示（可支持打印）和记录各种数据和参数，形成相关图表，并通过数据、图文等方式传输至管理部门等功能。输出参数计算应满足本标准附录A 要求。对于含氧量参与污染物折算浓度计算的，应按本标准附录A 中公式（A4）换算为大气污染物基准排放浓度。对于采用热湿法测量污染物浓度的NMHC-CEMS 应安装湿度CMS，按照本标准附录A 中公式（A9）进行湿基值和干基值的换算。

法律依据：《中华人民共和国大气污染防治法》 第一百零八条 违反本法规定，有下列行为之一的，由县级以上人民政府生态环境主管部门责令改正，处二万元以上二十万元以下的罚款；拒不改正的，责令停产整治：

（一）产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动，未在密闭空间或者设备中进行，未按照规定安装、使用污染防治设施，或者未采取减少废气排放措施的；

（二）工业涂装企业未使用低挥发性有机物含量涂料或者未建立、保存台账的；

（三）石油、化工以及其他生产和使用有机溶剂的企业，未采取措施对管道、设备进行日常维护、维修，减少物料泄漏或者对泄漏的物料未及时收集处理的；

（四）储油储气库、加油加气站和油罐车、气罐车等，未按照国家有关规定安装并正常使用油气回收装置的；

（五）钢铁、建材、有色金属、石油、化工、制药、矿产开采等企业，未采取集中收集处理、密闭、围挡、遮盖、清扫、洒水等措施，控制、减少粉尘和气态污染物排放的；

（六）工业生产、垃圾填埋或者其他活动中产生的可燃性气体未回收利用，不具备回收利用条件未进行防治污染处理，或者可燃性气体回收利用装置不能正常作业，未及时修复或者更新的。

固定污染通常是针对大气污染源的。固定污染物源是指污染物从固定的地点排出。

固定污染源是指排放大气污染物的各类行业企业、场所、生产设施、固定设备等，简称固定源。固定污染物源是指污染物从固定的地点排出,如各种类型的工厂,火电厂,钢铁厂等。

空气污染源包括固定污染源和流动污染源。固定污染源又分为有组织排放源和无组织排放源。有组织排放源指烟道、烟囱及排气筒等。无组织排放源指设在露天环境中的无组织排放设施或无组织排放的车间、工棚等。它们排放的废气中既含有固态的烟尘和粉尘，也含有气态和气熔胶态的多种有害物质。

据报道，环境保护部近日印发《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ 75-2017)国家环境保护标准。

报道称，环保部负责人表示，修订《固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)》是为环境管理和环境执法提供依据，对提高环境监测的效率，提升环保监控的现代化水平，具有重要意义。

2016年1月1日起正式实施的《中华人民共和国大气污染防治法》明确规定“重点排污单位应当安装、使用大气污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网，保证监测设备正常运行并依法公开排放信息。

但是由于环境管理要求的逐步加严和废气污染治理技术的迅速发展，现行的HJ/T 75-2007标准对自动监测设备的技术指标要求已经难以满足需要，随着排污许可制和排污费改税的推进，排污单位需要说明自身的排污情况，并对自动监测数据质量负责。

希望更多的环保规范可以不断的发布和实施！