小议固定源低浓度颗粒物的监测技术分析

黎斌

（河池市环境保护监测站 广西河池 547000）

小议固定源低浓度颗粒物的监测技术分析

黎斌

（河池市环境保护监测站 广西河池 547000）

本文主要分析固定源低浓度颗粒物的监测技术，从国内外监测方法及监测技术方面着手，不断改进及研究固定源低浓度颗粒物的监测技术与方法。

固定源；低浓度颗粒物；监测技术

前言

颗粒物属于固定源的烟气测试过程中一项普通的测试项目，是一个比较成熟的监测因子。近年来，颗粒物的排放标准越来越严格，排污单位所排放颗粒物浓度逐渐下降，进而影响着颗粒物的化学组成，人们也慢慢重视颗粒物的变化，使得改变固定源颗粒物的监测技术及方法显得迫在眉睫。

1 对比国内外颗粒物的监测手段

现阶段，测试颗粒物浓度的方法主要有两种，一种为直接测试法，一种是间接测试法。直接测试法指直接测量颗粒物的重量与采气的体积，以便计算固定源颗粒物的浓度；间接测试法指经测量和颗粒物的特性有关的因素，进而转化出颗粒物的浓度，如表1所示。

表1 对比各种固定源颗粒物浓度监测方法

2 分析我国固定源颗粒物的监测技术

当前，环境污染的治理技术渐渐提升，大多数固定源的颗粒物都可达到最低浓度的排放。因管道在脱硫除尘之后，烟气的湿度差异较大，重量法在测量颗粒物的过程中，会慢慢暴露其不足之处，难以准确地测试出颗粒物的浓度。对于颗粒物的烟尘浓度，国内已经出台了有关的标准《污染源排气中颗粒物测定及气态污染物的采样方法》，该方法适合用在颗粒物的质量浓度大于50mg/m3的情况下，测定颗粒物浓度小于50mg/m3时误差较大。在以上两种方法中，主要采用过滤称重法来测量颗粒物，即应用皮托管的平行采样法对其进行采样，通过自动跟踪排气的流速来调整采样的流量，进而缩短颗粒物的采样误差以及现场操作的时间。

3 分析国外固定源颗粒物的监测技术

长期以来，国外在固定源颗粒物采样与监测技术上进行了比较深入的研究，主要研究低浓度的颗粒物采样与监测方法。美国国家标准学会与美国环境保护局等有关机构针对管道中，低浓度颗粒物采样的方法做了以下标准：例如，ISO9096-2003：手工测试固定源所排放的一颗颗粒物的质量浓度；ANSI/ASTMD633-1998：在颗粒物低浓度的情况下，测量固定源所排放颗粒物的浓度的一种监测方法；USEPA method 5I：测定低浓度的颗粒物的排放。

ANSI与ISO均发布颗粒物大体积的采样方式。ANSI方法主要规定收集颗粒物在滤纸上质量的最小比值，并利用空白的滤纸与专业称量方法和技术，以便提升低浓度颗粒物测量的精确性；ISO 12141的方法主要规定在采集低浓度的颗粒物的时候，要将采样管清洗干净，规定采集烟尘的浓度应超过整个程序空白值标准的5倍，表明监测的结果正确，若监测的数值低于全程序空白值，则属于无效的数据，这时可采取加大采样的体积达规定要求，进而将减少采样与分析中出现的误差降到最低。USEPA方法同样也利用增加采样体积来测量固定源低浓度的颗粒物。

4 分析固定源颗粒物的监测技术

4.1 完善固定源颗粒物重量法的监测技术

环境监测单位主要是对重量法内颗粒物概念、采样的方法、选择过滤介质、过滤的风速、采样的体积以及测量的准确度等进行对比分析。

4.1.1 颗粒物概念

不管是何种测试方式，从颗粒物概念可知，固定源颗粒物在测试时，少部过滤介质多遗留下的盐、碱类等有关物质，在烘干结晶之后，应属于颗粒物的一个组成部分，但是透过过滤介质所遗漏下的那部分凝结的颗粒物，是导致固定源颗粒物低浓度监测产生误差的一种关键因素[2]。

4.1.2 采样方法

从采样方法上看，ISO标准针对低浓度与高浓度的监测，都应附着采样的过滤器加热条款，以降低烟气的湿度，并经过对前端的清洗实现规范、合理的称量。此种采样方法适合用于监测少量的研究实验，若对一些大量且常规的颗粒物进行监测，则会大大地降低重读法的快捷性与操作性，而且在颗粒物脱洗的过程中，会加大操作的误差，且国际标准当中的有关条款与国内的实际情况并不相符。

4.1.3 过滤的风速

过滤风速主要指气体经过过滤料的速度，滤料过滤的风速对布袋除尘器的效率会造成很大影响。利用重量法所采集的颗粒物和布袋除尘的原理具有相似之处。重量测量法主要是依靠富集的原理开展工作，增加采气量与延长采气的时间，能有效地保障低浓度颗粒物进行采样测试的准确性，但是需要注意的是，要保证将过滤风速控制在一个合理的范围之内，若过滤的风速较大，会使颗粒物直接穿出过滤介质。

4.1.4 选择过滤介质材质

过滤介质质量的好坏，对固定源颗粒物捕集的效率会造成很大影响。当前的过滤介质材质是由混合的纤维素、玻璃纤维及石英纤维等构成，需要重点分析过滤介质在应用时，是否发生热损失形成负干扰，是否和烟气当中的成分发生化学反应，对整个结果产生正干扰。同时要考虑过滤介质的强度、耐磨性、耐湿性、耐高温性以及耐腐蚀性等是否适用。

4.1.5 采样的体积

对于固定源低浓度颗粒物的采样，ANSI与ISO都发布了大体积的采样方法，此种方法适合用在颗粒物的质量浓度小于50mg/m3的情况，能提升监测结果的真实性。据相关研究表明，把采样的时间延长到60min或是90min，能够大大地提升提升颗粒物测量的再现性，大体积的采样法可用在监测颗粒物的质量浓度为5.6mg/m3的情况。但是大体积的采样方式所适用的工况并不相同，对湿度较大的烟气来说，过度地加大颗粒物采样的体积，延长采样的时间，很有可能会让一些有已经捕捉的颗粒物穿透到过滤筒中，大大降低了颗粒物的浓度。

4.2 固定源颗粒监测的精确性

当前，国内缺乏测量颗粒物浓度的有关标准，针对不同浓度范围之内，颗粒物浓度的真值很难判定，因此，颗粒物监测的精确性只能依靠捕集到的颗粒物的多少进行判定，捕集到的颗粒物，表示其结果与真实值越相近。而且当前环境监测局所应用的在线监测烟尘浓度测定仪大都没用就经过校准，只有个别是经手工校准仪器，但其推算出的关系式不可应用，因此，环境监测单位应建议有关部门尽早构建固定源颗粒物浓度的精确数值实验台。

为论证滤膜采样装置测定低浓度颗粒物能克服虑筒采集颗粒物的损失误差，选取某电厂机组脱硫后，出口现场比对监测实验，对比在低温、高湿条件下用滤筒采样装置、滤膜采样装置测定低浓度颗粒物的区别。①应用两套TH-880F烟尘平行采样仪，分别配有低浓度采样枪和滤筒采样枪；②对两套TH-880F烟尘平行采样仪设置相关的同样参数，采集50min测试结果，如表2所示。

4.3 间接监测法主要用在现场监测

表2 采样50min测试结果比较

直接监测法不能对现场进行读数，可否把间接监测法用于监测现场，将是以后环境监测单位的研究方向。当前的间接检测法用于在线监测固定源，因现场监测情况变化较快，烟道中的烟尘浓度的分布不太均匀，在使用间接监测法测量固定源颗粒物的时候，需测量到可以反映出管道中具有代表性的一些颗粒物的浓度，因此，可把间接方法中经常应用的电荷法和直接监测法进行对比分析，找到有关因子来取代直接监测法。

5 结束语

总而言之，随着各地区固定污染源的监测工作陆续推进，环境治理的水平也有很大的提升。且相关的研究人员针对不同生产方式下固定源颗粒物的浓度排放情况实行调研，对比分析直接监测法和间接监测法，对比各种方法并进行筛选，以期构建一套与国内固定源低浓度颗粒物的监测技术相符的标准。此外，环境监测单位的人员应选取不同材质的过滤介质，对比研究不同生产方法、净化方法以及不同的燃烧方式，分析过滤介质所截留下的颗粒物的量和穿透之后形成冷凝液的成分，选出效率较高的过滤介质，以便较好地分析固定源低浓度颗粒物的监测技术。

[1]罗四国，刘真贞，王国贵，等.固定污染源排放低浓度颗粒物监测方法研究[J].资源节约与环保，2014，15（10）：20.

[2]张霖琳，薛荔栋，滕恩江，等.中国大气颗粒物中重金属监测技术与方法综述[J].生态环境学报，2015，20（3）：106.

X831

A

1004-7344（2016）08-0333-02

2016-2-15

黎斌（1977-），男，工程师，本科，主要从事环境监测工作。