浅谈低浓度颗粒物监测方法应用中常见的问题

何茂檀 曲伟 徐静

（青岛市环境监测中心站山东青岛266000）

浅谈低浓度颗粒物监测方法应用中常见的问题

何茂檀 曲伟 徐静

（青岛市环境监测中心站山东青岛266000）

本文介绍了作者在应用《山东省固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》进行低浓度颗粒物监测时遇到的问题，包括标准适用范围、方法的检出限、采样时间、采样头加热装置、分析天平的分辨率等。

固定污染源；低浓度颗粒物；监测采样

目前，燃煤电厂大气污染物“超低排放”已成热点话题，浙江、河北、山东、河南、山西、江苏、安徽、广东等地均制定了相关的措施，支持燃煤发电煤电升级改造实现超低排放[1]。根据我国现阶段“超低排放”的要求，10×104kW及以上燃煤（或其他燃料）机组的大气污染物排放，在相应燃料的基准氧含量条件下，烟尘排放浓度不超过5mg/m3，其他燃煤（或其他燃料）锅炉的烟尘排放浓度不超过10mg/m3[2]。而现有监测方法《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》形成于20世纪90年代，当时固定源排放的颗粒物浓度普遍较高，用此方法进行监测，基本能得到较准确的监测结果[3]。其对低浓度颗粒物监测时准确性较差，主要表现在：称重的滤筒长时间在低温高湿的环境内采集颗粒物，滤筒因受潮在取拿时易破损而失重；由于滤筒是由玻璃纤维一层层喷涂而成，当长时间气流经过滤筒本身时，会导致玻璃纤维的流失甚至破损，造成滤筒本身的失重；静电除尘后排放的颗粒物往往带有静电，金属制作的采样嘴以及前弯管的内壁容易吸附颗粒物，而造成滤筒采集颗粒物总重上的损失[4]。无法满足环境管理需要。

为应对“超低排放”的监测需求，山东省环保厅出台了《山东省固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》（DB37/T 2537-2014）弥补了GB16157在监测50mg/m3以下颗粒物时的不足，新方法采用滤膜代替滤筒的称重方法实现对低浓度颗粒物的测量，而采用采样头整体称重（滤膜）克服了采样装置前段沉积颗粒物无法回收、取样造成玻纤损失带来的较大误差的问题。低浓度颗粒物监测方法应用于锅炉烟气监测遇到问题。

1 标准适用范围

标准规定“适用于测定锅炉、工业窑炉及其它固定污染源废气中浓度低于50mg/m3的颗粒物”，但是经过调查、采样、称量，到计算这一步才能确定结果是否在50mg/m3以下，是否适用于标准，那在一开始监测方法的选择上就难以确定了；对“废气中浓度低于50mg/m3的颗粒物”的理解，因为包含不需要基准氧含量折算的固定污染源，方法中的浓度应该是指实测浓度，而不是折算浓度，用来评价的监测结果就不是衡量是否是使用方法的条件，会让结果使用者产生歧义。

环保部意图出台的《固定污染源废气低浓度颗粒物测定重量法》重新厘定原有颗粒物监测标准方法GB16157的适用范围，在新标准方法征求意见稿编制说明中，新标准适用于各类燃煤、燃油、燃汽锅炉、工业窑炉以及其它固定污染源废气中浓度低于50mg/m3（标干浓度）的颗粒物的测定；当实际排放浓度在50mg/m3～200mg/m3（标干浓度）时，本方法与GB16157标准方法同时适用；当其实际排放浓度大于200mg/m3（标干浓度）时，应采用GB16157标准方法。那么，在新标准正式发布之前，山东省标准DB37/T 2537和国家标准GB16157在浓度低于50mg/m3颗粒物的测定上适用范围有重叠，继续使用国家标准GB16157及相关方法仍然是合规的。

2 方法的检出限

相比于GB16157低浓度颗粒物监测方法给定了颗粒物的检出限为1mg/m3，该数值是参照了USEPA方法5I的检出限。方法编制组曾组织四家实验室，以标准规定程序连续测量7次，以3.143倍标准偏差计算方法检出限。使用8mm采样嘴、采样流量为45L/min（按烟气流速15m/s）、采样时间为30min。四家实验室测定的检出限分别为0.2mg/m3、0.3mg/m3、0.4mg/m3和0.6mg/m3，均小于标准规定最大检出限1.0mg/m3。作者在颗粒物浓度较低的某电厂烟道以标准规定程序测量，分别使用8mm、10mm采样嘴，采样流量选取20L/min、30L/min、40L/min，实测浓度在0.2mg/m3～1.0mg/m3，也反映了方法检出限较为合理。

但是1mg/m3的方法检出限会通过基准氧含量折算发大，如图1所示，在实际监测中烟气氧含量较高的情况下，例如燃烧工艺特点、低负荷运行或者净化设施密封不严引起监测点位置烟气氧含量较高，1mg/m3的实测浓度对应不同氧含量下的折算浓度的曲线会逐渐上扬，对于折算浓度5mg/m3的标准值来说就出现问题了。

图1 1mg/m 3实测浓度在不同氧含量下的折算浓度

3 采样时间过长

根据DB37/T 2537中9.5.1“每个样品采样时间不小于30min，对于执行颗粒排放限值低于20mg/m3的固定污染源，采样体积不小于1m3”。烟气流速约12m/s时，使用直径8cm的采样头，30min采样体积勉强符合标准要求；烟气流速6~7m/s，使用直径10cm的采样头，42min采样体积符合标准要求；在烟气流速更低的监测断面，需要更长采样时间。

在B37/T 2537中12.7要求每次采样至少采集3个颗粒物样品，再加上耗时相同的1个全程空白样品，如此长的采样时间，锅炉负荷如何保证稳定需要探讨。而不去管锅炉负荷的话，要保证符合标准方法要求，在设置采样时间时只能按照最低的负荷下烟气流速或者弹性的采样时间。总之，采样时间过长使得手工监测方法应用范围较窄。

4 采样头加热装置引入的不确定性

在方法原理中，加热装置被设定为“可选”，本意应该是在烟气含湿量很高时，通过加热采样头使得滤膜保持干燥减少阻力，3.3 加强低碳材料和技术的运用

通过积极采用新型环保材料，来提高园区整体使用寿命和安全性能。（1）对于园区内的水处理，要安装净水设置使工业生产用水经过净化后，可以用于园区内植物的灌溉。这不仅降低了水污染还使水资源得到循环利用。（2）对工业生产中的生产设备进行及时的更新，将一些生产中高能耗，高排放的设备进行淘汰。（3）对园区内的企业进行统一的污染物排放管理规划，并制定合理的污水排放方案，促进节能减排各项工作的顺利开展。另外，还要充分利用植物的光合作用，对园区进行合理的绿化配套设置，确保绿化植物能够最大限度的吸收“碳”元素，在对植物种类进行选择上，要根据本地的自然和气候条件进行树种确定。既要保证碳吸附效率又要保证绿化植物的存活率。实现环境与企业的并存发展意义。

4 结语

总而言之，工业园区作为在全国经济发展中主要的生产企业聚集地，它内部的低碳经济在全国的低碳经济发展中占有重要的地位。所以，工业园区的低碳经济建设活动，是国家推行节能减排工程的重要内容之一。结合目前的工业园区低碳经济建设情况，我们需要不断的进行管理制度及技术激励制度的完善。通过本文，我们对低碳经济也有了认识，我们要结合工业园区目前的低碳建设过程，进行及时的措施整改，为工业园区的低碳经济发展提供完善的理论和方法指导。

[1]王宏山.低碳经济下我国工业园区的发展思路[J].中国集体经济,2016(06):9-10．

[2]冯清利.工业园区生态化设计思路探讨[J].商业时代,2011(35): 129-130．

[3]吕斌,熊小平,康艳兵,赵盟,廖虹云.我国产业园区低碳发展思路初探[J].中国能源，2014(12):31-35．

[4]詹鹃铭,韦献革.石化工业园区低碳经济发展评估及实例研究[J].能源与节能，2014(06):112-115．