锅炉大气污染物排放监测质量控制措施分析

＊刘克良

（吉林省长春生态环境监测中心 吉林 130000）

引言

锅炉是将燃料（固、液、气体燃料）的化学能经燃烧转化为热能的设施，在动力、石油、冶金、化工、供热等生产和生活领域有着广泛应用。锅炉在运行过程中，燃料在燃烧产生大量燃烧热的同时也会生成各种燃烧产物，主要包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及颗粒物等。其中，二氧化碳是温室气体，二氧化硫和氮氧化物在一定条件下会形成酸雨，而颗粒物会形成大气中的灰尘或被吸入人体肺部导致疾病。大容量锅炉一般会通过尾部受热面后的除尘、脱硫脱硝装置对燃烧产物进行处理，再向大气进行排放，成为大气污染物。而很多小容量锅炉则将全部燃烧产物直接排放到大气中，对大气环境质量和人们的生活环境质量造成了严重破坏。

据有关部门统计，2019年底，我国共有锅炉38.3万余台，锅炉煤炭消费总量约为17.9亿吨标准煤，其中电站锅炉煤炭消费量约为12.9亿吨标准煤，工业锅炉消费量约为5亿吨标准煤，分别占全国煤炭消费总量的46.9%和17.8%。基于燃料消耗量估算，锅炉燃煤排放二氧化硫总量约为279.5万吨（电站锅炉脱硫效率按90%计，工业锅炉脱硫效率按80%计），排放氮氧化物总量约为210.1万吨。可见，燃煤锅炉大气污染物排放造成的环境污染与破坏不容忽视。还地球以蓝天碧水，保护人类共同的家园，提供能够可持续发展的人居环境，进行大气环境治理的工作任重而道远。

锅炉大气污染物排放监测是应对大气环境污染的必要预防性措施、事中监管及事后处罚的依据，能够为大气环境管理工作提供科学依据。因此，锅炉大气污染物排放监测已经成为各级环境监测部门的重点工作，如何做好监测质量控制尤为重要。如何采取有效措施对锅炉大气污染物排放监测进行质量控制，提高监测质量，是摆在环境监测工作人员面前的重要课题。

1.锅炉大气污染物排放监测工作的重要性及依据

大气环境是人类生存的基本条件之一，优良的空气质量是人类赖以生存的保障。我国正处于经济高速发展时期，大量煤炭资源的利用对大气环境质量产生较大影响，其中锅炉大气污染物排放就是重要根源。对大气环境进行有效治理，离不开对大气环境数据的掌握和对排放的有效监控。环境监测工作具有很强的专业性，其目的就是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。锅炉大气污染物排放监测是环境监测的重要内容之一，进行锅炉大气污染物排放监测的目的就是对锅炉排放的各种污染物进行定量测定，总结各种污染物的排放及分布规律，对污染源进行综合治理，为锅炉大气污染物排放的监督、管理以及大气环境治理提供准确的量化依据，从而有效提高大气环境质量。

为应对锅炉大气污染物排放所造成的影响，国家发布了相应的法律法规，对锅炉大气污染物的排放进行管理。同时发布了一系列规范和标准，对锅炉大气污染物排放监测进行科学指导，加强监测技术的质量控制并满足科学监测的要求。常用的法规与标准有《中华人民共和国大气防治法》；HJ/T373-2007《固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行）》；GB16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》；HJ836-2017《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》；GB13271-2011《火电厂大气污染物排放标准》；GB5468-91《锅炉烟尘测试方法》；HJ57-2017《固定污染源废气二氧化硫的测定定电位电解法》；HJ543-2009《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法（暂行）》；HJ/T398-2007《固定污染源排放烟气黑度的测定林格曼烟气黑度图法》；HJ/T43-1999《固定污染源排气中氮氧化物的测定盐酸萘乙二胺分光光度法》等。以上法规与标准为锅炉大气污染物的监测提供了科学与法律依据。

2.锅炉大气污染物排放监测质量控制现状

(1)缺少专业化的监测人员

改革开放初期，国家在政策制定上比较重经济发展而轻环境保护，导致目前的环境保护工作形势严峻。近年来，随着经济的快速发展及环境保护意识的提高，国家加大了在环境保护工作方面的资金和人才投入，锅炉大气污染物排放监测工作采用了大量新技术和专业化监测设备。由于锅炉大气污染物排放的环境监测工作本身专业性比较强，监测过程相对复杂，监测现场环境条件恶劣，导致在锅炉大气污染物排放的监测领域一直都比较缺乏专业监测人员，监测的质量控制工作严重不到位。很多在基层从事锅炉大气污染物排放监测的工作人员，其专业能力水平及对监测工作重要性的认识均存在不足，其对监测方法的掌握、对监测过程的质量控制都有必要得到实质性提高。

(2)监测工作的专业性比较强

锅炉大气污染物排放监测的相关法律法规及标准众多，如GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》中涉及的规范性引用文件中，有关二氧化硫测定的适用标准共有3个，有关氮氧化物测定的适用标准共有4个，相关的采样设备及化验方法各不相同，监测人员需要掌握多种专业技术知识才能正确应用标准。同时由于锅炉大气污染物监测项目繁多，涉及多种化学物理监测手段，监测人员还需要了解和掌握锅炉及各种消烟除尘设施运行的相关理论知识。此外在监测过程中，为了确保监测数据的准确性，还需要通过复杂的专业分析才能得到准确的监测结果。在进行锅炉大气污染物排放监测的同时，只有加强质量控制才能使监测结果更加科学准确。

3.提升锅炉大气污染物排放监测质量控制的有效策略

(1)注重从细节管控监测过程

锅炉大气污染物排放监测工作是一个比较复杂的工程，也是目前环境监测的重要项目之一，长期的监测结果会影响我国大部分地区在空气污染质量监测方面的政策以及相关措施的制定，因此监测数据的真实性和准确性至关重要。这就要求监测人员在监测过程中尤其注重对于监测全过程的细节掌控，监测人员要始终怀抱高度的责任心来进行这项工作，专业的质量控制人员应参与到锅炉大气污染物排放监测的全过程。看得越细、管得越严，得出的数据越真实可靠，得出的结论越精确。

(2)加强监测工作全过程质量控制

第一，监测前的质量控制。在开展锅炉大气污染物排放监测工作之前，监测人员需要进行大量的前期准备工作，才能够在开展监测工作时确保监测方法正确、监测手段严谨、监测数据准确翔实。监测前的质量控制所涉及到的内容主要包括以下两方面，一方面监测人员在监测前要做到心中有数，对监测的各项指标以及监测标准和相关的参考依据和指导方法要有充分的了解；在对监测指标和监测项目进行了解的基础上，有针对性地选择相应的监测仪器和监测手段，确定监测点位、监测频次等。另一方面，在开展监测工作之前，需要对监测仪器与设备进行检定和校准。具体包括：仪器和设备应至少半年自行校准一次；定电位电解法测烟气的仪器应及时更换传感器，更换传感器的仪器重新检定和校准；每季度对测氧仪校准一次；每年质量控制人员组织监测人员进行仪器间比对、人员间比对、不同监测方法间比对、仪器期间核查等工作；每月做仪器空白实验，减少仪器系统误差；定电位电解法废气（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳）测定仪每次监测前必须进行校准，采用高中低三个浓度或与待测废气浓度相近的标准气体进行校准，仪器的偏差小于±5%方可使用，监测完成后再次对废气测定仪进行校准，仪器的偏差小于±5%，监测结果有效，否则需重新监测；每星期对采样泵进行流量和压力校准；定期核查仪器的零点漂移和量程漂移，两者应不超过±3%。

第二，监测阶段的质量控制。监测阶段的质量控制主要集中在采测过程中。一是对所测锅炉工况的核定，检查鼓、引风机的风压、风量、功率等信息，核算实测风速、风量的合理性；核算根据被测单位入炉燃料含硫率测算的二氧化硫排放浓度与实测浓度的符合度（需按不同的脱硫设施预测脱硫效率）；根据被测单位入炉燃料灰分、消烟除尘设施除尘效率，核算实测烟尘（颗粒物）浓度的符合度；核算按燃煤过程中氮氧化物排放参考系数测算氮氧化物排放浓度对比实测氮氧化物浓度的符合度；核算锅炉理论燃料消耗量与实测燃料消耗量相差比值；核查锅炉热工仪表的相关数据，通过热水（或蒸汽）流量及出回水温差计算供热量，测算锅炉实际运行出力，计算锅炉出力影响系数，锅炉大气污染物排放监测必须在锅炉出力大于设计出力70%以上的情况下进行。二是选择合理的采样开孔位置，准确测量开孔断面尺寸，确定测点位置和数目，开始监测。烟尘（颗粒物）监测采样原则上采用等速采样方法，尽量使用全自动跟踪采样仪，确保等速跟踪精度，减少采样误差。实际监测应采3个平行样品以备数据处理，同时做全程空白样品，采样总体积必须大于1m3。仪器法监测气态污染物时，待仪器示值稳定后，按分钟保存数据，取连续5min至15min的平均值作为一次监测值，监测2组以上；如采用吸收法采集气态污染物排放浓度（锅炉大气污染物中汞及其化合物浓度、火电厂大气污染物中氮氧化物浓度常用此法），必须同时做空白实验，对实验后已清洗的吸收瓶抽样监测待测物质，不得检出待测物质。还需要对监测仪器和设备进行清理和维护，用科学的维护手段让仪器状况保持良好。以上所有工作必须同时做好详细全面的记录。

第三，监测结束后的质量控制。监测结束之后的质量控制主要内容是围绕样品的保存与运输来开展的。这些样品不仅是后期开展数据监测与分析的重要依据，也是后期监测结果分析数据的主要来源。但是因为污染物中包含了种类丰富的化学成分，而每一种化学成分的保存条件又各不相同，如果在保存过程中使用的储存工具不当或者保存手法失当，就会导致样品的成分发生变化或者样品受到污染，进而对最终的监测结果造成严重的干扰，甚至会影响环境监测工作的开展。所以在进行样品的运输与保存时，一定要按照不同的样品种类以及不同的保存环境，有针对性地选择适宜的样品保存和运输手段，确保最终到达实验室的监测样品质量能够满足监测要求，并且能够反映出锅炉大气污染物排放的真实情况。具体操作时，采样后的滤筒（滤膜）与未使用的滤筒（滤膜）分开保存，在恒温恒湿天平室经烘干恒重后称量。吸收法采样完成后，立即封闭吸收管进出口，放置于样品收集箱中，避免光照，现场空白吸收管不连接采样器，与所采样品在相同条件下保存、运输，样品送达实验室后应尽快进行分析。

第四，样品分析阶段的质量控制。样品分析阶段的质量控制，主要还是在对分析仪器和设备以及监测过程中纯水的制备和各种监测试剂的选择上。此外，超低排放的烟尘（颗粒物）采样滤膜一定要确保在恒温恒湿下称重。在监测方法的选择上也应该尽量根据实验室的现有条件以及需要分析的污染物情况，有针对性地选择合适的监测方法，从而有效地提升监测数据的质量。

第五，结果评价阶段的质量控制。由质量控制人员全面审核监测过程包括样品采集、交接、实验室分析的原始记录、数据报表等，系统分析各有关数据的相关性，核查监测结果及评定是否客观科学，并按规定完成三级审核。这部分工作需要质量控制人员不断提高自身的专业素养，不断积累工作经验。

第六，有条件的监测单位应在锅炉监测过程中配置全程质量控制人员，由质控人员全程监督锅炉大气污染物排放监测工作。质控人员填报《锅炉大气污染物监测质控表》，表内应详细填报监测仪器使用情况、采样口概况及采样过程等。监测仪器使用情况应记录监测中采用哪些装置和仪器、仪器使用前后是否进行校准、监测高温高湿气体是否采用前处理设施、使用后是否进行保养和维护等；采样口概况应记录采样口布置是否合理、采样点数量、采样前是否清理采样口、采样时采样是否保证严密等；采样过程需记录采样全过程，记录采样体积是否达到1m3、平行样个数、采样过程气密性保持情况、吸收法采样是否倒吸等。《锅炉大气污染物监测质控表》应作为监测的原始记录存档。

(3)提升监测人员专业素养

由于锅炉大气污染物排放监测工作复杂，专业性强，需要监测人员不仅能够熟练使用各种监测设备，而且具备相关专业知识，从而分析得出准确而客观的监测结论，同时也要对涉及到的各项法律法规以及最新的技术指标和行业标准有全面的了解。简而言之就是要求监测人员必须能文能武，文能掌握各种法律法规和技术指标，武能在实验室开展各种监测实验，并且去现场完成监测样品的采样以及初步的数据收集工作。基于这样的职业需求，环境监测部门也应该不断地提升监测人员的专业素养，不仅要在人员聘用阶段选择具有专业背景的毕业生充实到环境监测队伍中来，也要积极吸纳高层次和高学历人才参与监测，还要加强对现有监测团队的业务培训，使其掌握最新监测技术以及监测理念，从而能够更好地为环境监测服务。同时，还进一步加大培养专业质量控制人员力度，做好质控人员和监测人员的分工。在监测中把质控责任落实到人头上，以有效提升锅炉大气污染物排放监测工作的整体功效。

4.结束语

随着我国社会经济的快速发展，大气环境治理已经成为实现社会经济良好持续发展和人民生活质量稳步提升的重要保障。锅炉大气污染物排放的监测是大气环境治理的重要内容，科学的监测手段和质量控制是实现大气环境治理的必要条件。因此，必须不断提升锅炉大气污染物排放监测的质量，为环保部门制定降低大气污染物排放量的相关法律法规提供科学依据。