参比方法手工比对监测在实际应用中的 质量控制

柏安露(云南省生态环境厅驻文山州生态环境监测站，云南 文山 663099)

0 引言

自动监测系统是对企业污染物排放进行环保监管的有效手段，能连续客观地反映企业污染物的排放情况，为企业生产决策、环保执法提供有力的数据支撑。在线监测与手工监测同时进行，编制的比对监测报告可作为验证在线自动监测数据准确性的依据。为确保在线监测数据的可靠性，手工比对监测显得尤为重要，是环境执法的重要保障。为进一步提高监测数据准确性，此文就固定污染源烟气监测使用参比方法进行手工比对监测中常见的前期准备、现场监测、报告编写等过程的质量控制问题进行初步分析和探讨。

1 前期准备

1.1 参比方法监测项目分析方法

比对监测参比方法测试项目主要包括：颗粒物、烟气流速、烟气湿度、烟温、SO2、NOx、氧含量等。参比方法须采用国家标准、行业标准、环境标准中的标准方法。本文选取目前现场比对监测时的常用方法作为推荐方法，如表1所示。

表1 推荐参比方法监测项目分析方法一览表

1.2 监测人员、监测设备

参与现场监测人员至少2人，监测单位应对监测人员开展培训并按照《环境监测人员持证上岗考核制度》的相关要求，通过持证上岗考核分发对应监测项目合格证，做到持证上岗、持证监测[1]。监测设备须检定合格且在有效期内使用，所使用监测设备每年必须进行区间核查，每台(套)设备须有专人负责日常管理维护。采样前后对参比设备进行校准，并填写领用、校准记录。

1.3 参比方法设备气密性检验

对烟气采样系统进行气密性检验：仪器室内将采样管路进口密封堵严，打开气泵，调节泵进口阀门，至压力表负压值为6 700 Pa左右时用力弯折连接抽气泵的皮管，保持30 s，若压力表的指示值下降小于500 Pa，则视为不漏气，否则进一步检查气密性，重复上述操作至通过气密性检查为止。到现场监测前组装好参比仪器后，应重复上述步骤再次进行气密性检验工作。

1.4 参比方法设备校准

采样前SO2、NOx分别采用高低浓度标准气体(由国家计量主管部门认定的国家一、二级标准气体)进行两点以上校准(各点校正示值偏差不得超过±5%)，并记录校验结果；采样后相同气体的高低浓度气体再次进行两点以上校准(各点校准示值偏差不得超过±5%)，并和采样前进行比较，前后相对误差低于±5%则合格。两点校准示列如表2所示。

表2 SO2两点校准示例

氧含量可采样高纯氮进行零点校准，并在纯净空气中调整测氧仪示值，在标准大气压下其示值应为20.9%，各地区因海拔差异可能有所不同。

以上校准值均需打印作为原始记录存档。

2 现场监测

2.1 CEMS站房查询

2.1.1 查看CEMS系统运维方仪器效验台账

现场查看是否在规定时间内对CEMS系统仪器进行零点漂移、量程漂移、线性误差(至少含零点和工作点)校准情况，是否符合校准及误差，系统记录是否与运维台账记录一致。符合要求则进行下一步工作[2]。

2.1.2 工作点响应时间确定

通CEMS系统SO2、NOx、氧量工作点附近浓度值的标准气体，用采样秒表记录显示值从瞬时变化点至达到90%标气浓度点的时间，取测试三次以上的平均值时间为响应时间(响应时间应小于200 s)。

2.1.3 时间同步

核对CEMS时间并记录，调整参比监测设备计时器的显示时间，使其与CEMS显示时间保持一致。

2.1.4 皮托管系数

对照参比设备皮托管检定证书中的皮托管系数与CEMS参数设置的皮托管系数是否一致，若不一致则调整一致。

2.1.5 烟气含湿量

调取CEMS含湿量设定值与现场实际含湿量比对，当参比设备烟气湿度测定值≤5.0%时，绝对误差应≤±1.5%；当湿度测定值＞5.0%时，绝对误差应≤±2.5%，若设置不当，则校准CEMS系统含湿量使其一致。

2.2 CEMS采样器

查看CEMS采样器位置安装是否合理。测定位置应尽量避开烟道弯头和断面急剧变化的部位，CEMS颗粒物探头应设置在距弯头、阀门、变径下游大于4倍排气筒直径处，以及距上述部件上游大于2倍排气筒直径处；CEMS气态污染物探头应设置在距弯头、阀门、变径下游方向大于2倍排气筒直径处，以及距上述部件上游大于0.5倍排气筒直径处，注意气态污染物探头安装于排气筒截面积的深度，比对监测时参比设备探头应尽量靠近CEMS气态污染物探头。

2.3 参比方法现场监测采样

2.3.1 工况监督核查

监测期间污染源生产设备、治理设施应由专人负责监督跟踪，确保正常稳定运行。对监测期间所涉及排污口对应的生产工艺的产品产量、主要原辅料耗量调查统计核实(现场调阅企业近一月的生产日报表)，计算生产设备的实际运行负荷率[3]。进行风量核定时，采样前查阅对应排放口所使用的鼓风机和引风机的风压、风量等信息并记录。监测时再次核实实测风量与风机额定风量的合理性，如实测风量大于风机额定风量，应停止采样，开展现场核查。

2.3.2 烟(粉)尘和烟气参数(烟温、流速)现场采样

通过CEMS颗粒物监测值初步预判比对监测结果，当颗粒物浓度≤20 mg/m3时，适用HJ 836—2017《固定源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》进行监测[4]。当颗粒物监测值初步预判＞20 mg/m3时，采用GB/T 16157—1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》确定参比方法测定断面及测点数，在互不影响监测的前提下，参比方法采样孔应尽可能靠近CEMS监测断面，且参比方法采样孔须位于CEMS监测断面下游。每个测定断面每次采样采气量不低于0.5 Nm3，监测时至少选取3个数据，记录每次采样起止时间。跟踪采样：选取烟气流速＞5 m/s的区域，按照等速采样的方法，使用微电脑自动跟踪采样仪，以保证等速采样精度，采样过程仪器跟踪率要求达到1.0±0.1，否则重新采样。恒流采样：若整体烟气流速＜5 m/s时选用，应随时检查流量，发现偏离应及时调整采样枪(嘴)角度，确保流速偏差＜±20%。多点采样时各点采样时间应相等，每个固定污染源监测时所采集样品累计的总采气体积≥1 m3，且每点采样时间间隔≥3 min。采样枪(嘴)应背向气流插入排气筒，采样时确保采样枪(嘴)正对烟气流向，角度偏差控制在±10°，并密封监测孔。采样结束后应迅速将采样枪(嘴)背向气流，弯折采样管，抽出排气筒，防止负压倒吸烟(粉)尘。滤筒装放和取出的注意事项：必须使用擦拭干净的镊子并带手套，避免沾污，滤筒装放要压紧固定防止漏气，但可能压损；须谨慎缓慢，防止破损脱落，若有脱落的滤筒碎屑，须将碎屑一同放入滤筒中保存；采样结束后从采样枪嘴朝上不得倒置，防止颗粒物洒落；取出滤筒后，将滤筒口向内弯折封好，放入专用的竖直容器暂存，避免二次污染，并尽快送交实验室分析。

2.3.3 参比方法气态污染物和氧量现场采样

参比方法监测口位置与气态污染物(SO2、NOx)和氧量采样口位置，应在互不干扰的前提下与CEMS采样口尽量接近，监测时至少获取6个时段数据，待仪器稳定后以分钟为单位记录每次监测数值，并记录起始时间，每个数据段时间间隔相同。为实现干基测量，确保加热枪(管道)稳定在150 ℃左右。

2.3.4 现场监测原始记录

现场填写原始记录：包括记录采样参数(每个滤筒的采气起止时间、滤筒编号、标态体积、烟气流速、烟温、SO2、NOx浓度、氧量)、监测方法、时间、目的，排污口坐标，还应附采样断面位置图、采样点位图、烟道草图，现场工况等信息，并现场打印对应的参比仪器原始记录。最后采样人员签字、现场审核人签字、企业接待人员签字确认。

3 报告编写

3.1 CEMS数据调取

CEMS颗粒物和烟气参数(烟温、烟气流速)数据选取：选取与参比方法相同的各个时间段数据组计算平均值，与参比方法的组成数据对进行比较。

CEMS气态污染物和氧含量数据选取：调取与参比方法参数相同时间段的值(一般选取未折算的干基值，若CEMS气态污染物采样管过长则应考虑气态在采样管中的滞后时间，经计算后做相应的延后数据选取)，仪器法可选取不小于2倍自动监测设备响应时间期间的平均值为一个数据，与参比方法对应时间段数据的平均值组成数据对进行比较。

现场记录各需比对的CEMS设备生产厂家、型号、编号，CEMS原理。

3.2 参比方法与CEMS数据对比对技术指标

CEMS数据比对技术指标判定如表3所示[5]。

表3 CEMS数据比对技术指标判定

4 质量控制探讨

目前比对监测大部分过程都是人工控制，设备起辅助作用。为确保比对监测数据真实性，监测单位应制定相应的质量控制管理制度，提高质量管理水平。

可建立以下制度进行质量控制：(1)监测工作(程序)管理制度；(2)试验样品管理制度；(3)仪器设备保管、维护、使用制度；(4)仪器设备检定校准及标志管理制度；(5)监测技术人员持证上岗制度；(6)试验室内部质量监督控制措施制度；(7)质量管理文件制定、颁发、修改与执行情况监督检查制度；(8)监测报告三级审核、档案管理制度；(9)监测不合格结果报告制度等。

5 结语

比对监测是采用手工监测方法与在线自动监测仪器法进行同步监测，规范比对监测采样流程。各环节质量控制对实际开展监测工作，提高环境监测数据准确性、可靠性有重要的指导意义，能更真实反应CEMS运行状况，有效提高国家对企业污染物排放的行政监管水平，也提高了企业自身对生产过程的精细化管理。