摘要：随着我国经济发展以及环境监测技术日益更新，目前废气中颗粒物监测方法GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》已经不适用于低浓度，本文主要对低浓度废气新方法HJ 836-2017《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》中的颗粒物分析方法对比；并且根据监测过程中实例，结合CEMS在线数据与两方法进行对比，论述两种方法适用性。
关键词：颗粒物；分析方法；对比
废气中颗粒物主要来源于工业生产过程中排放出来的固体颗粒物。颗粒物的组成十分复杂，其中与人类活动密切相关的成分主要包括离子成分（以硫酸及硫酸盐颗粒物和硝酸及硝酸盐颗粒物为代表）、痕量元素（包括重金属和稀有金属等）和有机成分。
烟尘对人体的危害：由于粉尘粒子表面附着着各种有害物质，它一旦进入人体，就会引发各种呼吸系统疾病；持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管和肺泡的飘尘也会与二氧化氮等产生联合作用，损伤肺泡和粘膜，引起支气管和肺部炎症。长期的持续作用，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患并出现继发感染，导致肺心病死亡率增高。大气处于逆温状态时，污染物不易扩散，飘尘污染浓度会迅速上升，可见大气中飘尘浓度的突然增高，对人类健康能造成急性危害，对患有心肺疾患的老人和儿童威胁更大。
我国现阶段颗粒物监测方法采用GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》，在颗粒物浓度较低、烟气湿度较大的情况下，此方法易造成监测结果不准确，主要原因是：（1）沉积在采样嘴及采样管前段的颗粒物无法回收，导致结果偏低；（2）在湿烟气情况下长时间采样容易造成滤筒纤维损失或破损，产生的误差降低颗粒物采样准确度。为解决这些问题，满足现行污染源排放的监测需求，总站制定了《固定污染源废气 低浓度颗粒物测定 重量法》标准。
本工作研究在监测低浓度颗粒物中新方法：HJ 836-2017《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》更加适用，以及参照CEMS在线监测数据，对GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》和HJ 836-2017《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》两种不同监测在不同浓度下进行监测方法对比。
1.监测方法原理
采用烟道内过滤的方法，使用包含过滤介质的低浓度采样头，将颗粒物采样管由采样孔插入烟道中，利用等速采样原理抽取一定量的含颗粒物的废气，根据采样头上所簿集到的颗粒物量和同时抽取废气体积，计算出废气中颗粒物浓度。
2.监测需要试剂和材料
2.1试剂与耗材
试剂：丙酮（ρ=0.78g/ml）
材料：滤膜（直径为47±0.25mm）、滤筒（直径为70mm）。
3.仪器与设备
仪器：2套崂应3012型 自动烟尘（气）测试仪（新08代）、崂应1085D型 低浓度烟尘多功能取样管、崂应1085A型烟尘多功能取样管、烘箱（精度±5℃）、恒温恒湿设备、电子天平（分辨率为0.01mg）、温度计（-30℃~50℃）、湿度计（10%~100%）。
4.监测前准备工作
采样前，先用超声波清洗两采样枪，清洗后再用去离子水冲洗干净，以去除各部件上可能吸附的颗粒物。还应该根据采样平面的基本能情况和监测要求，确定现场的测量系列、
滤膜：将采样部件放置在烘箱内烘烤，烘烤温度为105℃，烘干1h后，至冷却，将滤膜和不锈钢托网用压膜机密封铝圈和枪头封装在一起，放入恒温恒湿箱平衡24h。每个样品称量2次，每次称量间隔应不大于1h，2次称量结果间最大偏差应在0.20mg以内。以两次称量平均值作为称量结果。
滤筒：用铅笔将滤膜和滤筒分别编号，在105℃烘烤1h，取出放入干燥器中，在恒温恒湿的天平室中冷却至室温，将每个滤膜样品称量2次，每次称量间隔应大于1h，2次称量结果间最大偏差应在0.20mg以内，以2次称量的平均值作为称量结果；滤筒用0.1mg天平称量，两次称量重量之差不超过0.5mg；分别记录称量结果。
5.监测过程
为验证两种采样方法误差，我们选取中山市广业龙澄环保有限公司2台垃圾焚烧发电厂，根据CEMS在线比对数据调节对照锅炉燃烧工况，其中一台锅炉排放浓度控制在低于20 mg/m3，另外一台锅炉排放浓度控制在20 mg/m3~50 mg/m3，在高温度、高湿度条件下，进行比对实验。
5.1垃圾焚烧发电厂机组工况
中山垃圾焚烧发电厂的处理能力为1，040吨，处理工艺：SNCR＋旋转喷雾半干式反应塔＋活性炭吸附＋布袋除尘器。
5.2实验过程
5.2.1利用两套青岛崂应3012H自动烟尘（气）测试仪，分别配有低浓度采样枪和滤筒采样枪，两套3012H自动烟尘（气）测试仪进行校准后，确认在标准要求范围内，才可以比对实验。
5.2.2在同一采样口，预选采样嘴、预测风量、测湿度后，将低浓度采样枪和滤筒采样枪插入采样口，两枪放在同一段面，平行放好，互不干扰。
5.2.3分别利用两台3012H自动烟尘（气）测试仪同时进行连续5次采样监测，每次间隔20分钟，每次采样60min，记录采样体积、烟温、流速、风量以及CEMS在线监测采样一小时的平均浓度等，做好现场采样记录。
5.2.4低浓度采样头一体化称重
采样后回实验室，在通风橱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，在烘箱内烘烤采样头，烘烤温度为105℃，时间为1h。待采样头干燥冷却后放入恒温恒湿设备平衡24h后，用分辨率0.01mg天平称量至恒重，记录下烘干后的终量。采样前后采样头重量之差，即为所取的颗粒物量。称量完毕后将用过的滤膜、铝箔更换，擦洗采样头，收好各仪器配件。
5.2.5玻璃纤维滤筒采用后的称重
采样后的滤筒放入105℃烘箱中烘烤1h。取出置于干燥器中，冷却至室温，用分辨率0.01mg天平称量至恒重，记录下烘干后的重量。采样前后采样头重量之差，即为所取的颗粒物量。
6.质控措施
6.1本次比对实验仪器设备都通过广州计量检测技术研究院检定合格，并且在检定有效期内。
6.2 颗粒物的采样必须按照等速采样的原则进行，尽可能使用微电脑自动跟踪采样仪，以保证等速采样的精度，减少采样误差
6.3 采样位置应尽可能选择气流平稳的管段，采样断面最大流速与最小流速之比不宜大于3 倍，以防仪器的响应跟不上流速的变化，影响等速采样的精度。
6.4 滤筒在安放和取出采样管时，须使用镊子，不得直接用手接触，避免损坏和沾污，若不慎有脱落的滤筒碎屑，须收齐放入滤筒中；滤筒安放要压紧固定，防止漏气；采样结束，从管道抽出采样管时不得倒置，取出滤筒后，轻轻敲打前弯管并用毛刷将附在管内的尘粒刷入滤筒中，将滤筒上口内折封好，放入专用容器中保存，注意在运送过程中切不可倒置。
6.5 两套采样设备采样时分别采集全程空白和平行双样。
7.比对数据结果
7.1 第一台垃圾焚烧炉比对监测结果
7.2 第二台垃圾焚烧炉比对监测结果
8.比对结论
经过现场监测，得出如下结论：
8.1 在废气中颗粒物浓度小于20 mg/m3时，参照HJ/T 76-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》，以CEMS在线数据作为参比，低浓度颗粒物采样枪采集的颗粒物较CEMS在线监测数据相比，绝对误差不超过±15 mg/m3，绝对误差平均值是3.21%，滤筒颗粒物采样枪采集的颗粒物较CEMS在线监测数据相比，绝对误差不超过±15 mg/m3，相对误差平均值-28.9%，因此低浓度采样枪监测更适合采集废气颗粒物浓度小于20 mg/m3。
8.2 在废气中颗粒物浓度在20 mg/m3~50mg/m3时，参照HJ/T 76-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》，以CEMS在线数据作为参比，低浓度颗粒物采样枪采集的颗粒物较CEMS在线监测数据相比，绝对误差不超过±15 mg/m3，绝对误差平均值是-3.10%，滤筒颗粒物采样枪采集的颗粒物较CEMS在线监测数据相比，绝对误差不超过±15 mg/m3，相对误差平均值-3.06%，因此两种采样枪监测都适用于20 mg/m3~50 mg/m3这个范围内废气颗粒物监测。
8.3 废气中颗粒物浓度大于50 mg/m3时，低浓度采样枪可能会出现堵塞采样枪头的问题，造成3012H自动烟尘（气）测试仪会无法正常采样问题。
8.4 滤筒和滤膜采样过程中，都应该做平行双样和空白样，且称重都应该使用分辨率0.01mg的天平，降低监测过程的误差。
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论文作者:王昊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/6
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