对废气中低浓度颗粒物监测方法的验证分析

卢 遥

（山西省阳泉生态环境监测中心，山西 阳泉 045000）

0 引言

工业活动中产生的颗粒物对人的身体健康危害很大，具体表现为呼吸系统问题与生理学功能阻碍、眼鼻等粘膜组织遭受刺激性而生病；同时颗粒物对植物也有不同程度的危害。目前，在我国的大部分地区，冬季采暖及工业锅炉的燃料仍然以煤炭为主，所以，在控制大气污染防治的诸多工作中，对烟尘排放的监测仍然是重要的一部分。颗粒物是固定污染源监测中的常规项目，目前的主要方法是手工法，随着现阶段排污企业处理颗粒物的技术不断提高，颗粒物浓度越来越低，颗粒物的采样和分析变得越来困难。

固定源颗粒物的采样一般采用等速采样法，其原理是采样过程中，采样嘴直对气流，使采样嘴的吸气速度与测点处气流速度相同，并抽取一定量的含尘气体，根据采样管上捕集到的颗粒物量和同时抽取的气体量，计算排气中颗粒物浓度[1]。现阶段排污企业多为超低排放，在使用滤筒的过程中经常出现负值现象，而且待测烟尘浓度越低测量出现负值的概率越高。所以对颗粒的手工监测提出了更高的要求，有关部门也规定了超低排放制度下低浓度颗粒物的监测要求及标准，《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法（HJ 836—2017）》[2]（以下称标准方法）就是在这样的背景下应运而生。本次实验通过对标准方法中的检出限、精密度、正确度和全程序空白的测试分析，验证该标准方法在常规监测过程中的适用性。

1 实验过程

1.1 主要仪器、设备和材料

仪器设备：8040 型智能高精度综合标准仪（青岛崂应海纳光电环保集团有限公司）；MH-3300 烟气烟尘颗粒物浓度测试仪（青岛明华电子仪器有限公司）；GZX-9148MBE 电热鼓风干燥箱（上海博迅医疗生物仪器股份有限公司）；HSX-350 恒温恒湿称重系统（上海海向仪器设备厂）；BT25S 电子天平（Sartorius，德国赛多利斯集团）和KQ3200E 超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

材料：丙酮（AR 天津市风船化学试剂科技有限公司）；石英棉（上海昕沪实验设备有限公司）；采样头（前弯管、不锈钢托网、密封圈）（青岛动力伟业环保设备有限公司）和石英滤膜（青岛动力伟业环保设备有限公司）。

1.2 采样头处理

采样前，用超声波清洗器清洗采样头（前弯管、不锈钢托网、密封圈），以去除各部件上可能吸附的颗粒物。将采样头放置在烘箱内烘烤，烘烤完冷却后，将滤膜和不锈钢托网用密封铝圈同前弯管封装在一起，组成采样头，将其放入恒温恒湿称重系统平衡24 h[3]。平衡后称重，称量的结果要求应符合方法标准要求，否则此次样品无效。

采样后，用蘸有丙酮的石英棉对采样头外表面进行擦拭清洗。清洗后，烘烤采样头。采样头干燥冷却后放入恒温恒湿称重系统平衡24 h。保证采样前后的恒温恒湿称重系统平衡条件不变[4-5]。在恒温恒湿称重系统内用天平称重，称重步骤和要求与采样前称量一致。

2 方法验证

2.1 检出限测试

本次实验使用洁净的空气验证方法检出限，即实验使用空白滤膜，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，验证试验选取的采样流量为45 L/min，采样时间为30 min，确保采样体积不小于1 m3，计算得出平均值、标准偏差、检出限等参数，见表1。

表1 标准偏差、检出限测试数据表

经计算得出：低浓度颗粒物检出限为0.5 mg/m3，满足标准方法中“检出限为1.0 mg/m3”的要求。

2.2 方法精密度测试

本次对冀东水泥1#水泥磨除尘后、兆丰电解铝1#脱硫塔脱硫后和国阳二电1#脱硫塔脱硫后进行监测，测试数据用于精密度验证。测试结果见表2。

表2 精密度测试数据

经计算得出：上述不同颗粒物浓度的相对标准偏差，符合标准方法中的相关要求。

2.3 方法正确度测试

采用和已取得标准方法资质的山西瑞鸿兆丰环境监测有限公司共同对国阳二电1#排气筒监测，对比验证结果见表3。

表3 正确度测试数据

经计算得出：6 组测试数据和山西瑞鸿兆丰环境监测有限公司6 组测试数据相对偏差分别为12.5%、1.4%、10.1%、3.2%、8.8%、3.0%（平均值6.5%），均小于相应的允许相对偏差21.3、20.9、20.9、21.5、21.0、21.1、21.1，参照标准方法附录A 同步双样的测定要求[6]，相对偏差均在允许最大相对偏差范围内，符合要求。

2.4 全程序空白测试

全程序空白增重除以对应测量体系的平均体积不应超过排放限值的10%；颗粒物浓度低于检出限时，对应的全程序空白增重应不高于0.5 mg，失重应不高于0.5 mg。样品测定中全过程空白数据见表4。

表4 全程序空白测试数据

空白增重为m1-m2=12.658 53-12.658 40=0.13 mg，符合标准方法中对全程序空白的要求。

3 结论

通过对标准方法中检出限、精密度、正确度和全程序空白的测试分析，结果均能满足标准方法的要求。该方法的发布可以有效解决之前监测过程中容易出现的问题，保证监测过程中数据的合理性和准确性，更好地运用于固定源低浓度颗粒物监测中。