淺談低濃度顆粒物監(jiān)測方法應(yīng)用中常見的問題

何茂檀 曲偉 徐靜

（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站山東青島266000）

淺談低濃度顆粒物監(jiān)測方法應(yīng)用中常見的問題

何茂檀 曲偉 徐靜

（青島市環(huán)境監(jiān)測中心站山東青島266000）

本文介紹了作者在應(yīng)用《山東省固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定重量法》進行低濃度顆粒物監(jiān)測時遇到的問題，包括標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、方法的檢出限、采樣時間、采樣頭加熱裝置、分析天平的分辨率等。

固定污染源；低濃度顆粒物；監(jiān)測采樣

目前，燃煤電廠大氣污染物“超低排放”已成熱點話題，浙江、河北、山東、河南、山西、江蘇、安徽、廣東等地均制定了相關(guān)的措施，支持燃煤發(fā)電煤電升級改造實現(xiàn)超低排放[1]。根據(jù)我國現(xiàn)階段“超低排放”的要求，10×104kW及以上燃煤（或其他燃料）機組的大氣污染物排放，在相應(yīng)燃料的基準(zhǔn)氧含量條件下，煙塵排放濃度不超過5mg/m3，其他燃煤（或其他燃料）鍋爐的煙塵排放濃度不超過10mg/m3[2]。而現(xiàn)有監(jiān)測方法《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》形成于20世紀(jì)90年代，當(dāng)時固定源排放的顆粒物濃度普遍較高，用此方法進行監(jiān)測，基本能得到較準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果[3]。其對低濃度顆粒物監(jiān)測時準(zhǔn)確性較差，主要表現(xiàn)在：稱重的濾筒長時間在低溫高濕的環(huán)境內(nèi)采集顆粒物，濾筒因受潮在取拿時易破損而失重；由于濾筒是由玻璃纖維一層層噴涂而成，當(dāng)長時間氣流經(jīng)過濾筒本身時，會導(dǎo)致玻璃纖維的流失甚至破損，造成濾筒本身的失重；靜電除塵后排放的顆粒物往往帶有靜電，金屬制作的采樣嘴以及前彎管的內(nèi)壁容易吸附顆粒物，而造成濾筒采集顆粒物總重上的損失[4]。無法滿足環(huán)境管理需要。

為應(yīng)對“超低排放”的監(jiān)測需求，山東省環(huán)保廳出臺了《山東省固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定重量法》（DB37/T 2537-2014）彌補了GB16157在監(jiān)測50mg/m3以下顆粒物時的不足，新方法采用濾膜代替濾筒的稱重方法實現(xiàn)對低濃度顆粒物的測量，而采用采樣頭整體稱重（濾膜）克服了采樣裝置前段沉積顆粒物無法回收、取樣造成玻纖損失帶來的較大誤差的問題。低濃度顆粒物監(jiān)測方法應(yīng)用于鍋爐煙氣監(jiān)測遇到問題。

1 標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“適用于測定鍋爐、工業(yè)窯爐及其它固定污染源廢氣中濃度低于50mg/m3的顆粒物”，但是經(jīng)過調(diào)查、采樣、稱量，到計算這一步才能確定結(jié)果是否在50mg/m3以下，是否適用于標(biāo)準(zhǔn)，那在一開始監(jiān)測方法的選擇上就難以確定了；對“廢氣中濃度低于50mg/m3的顆粒物”的理解，因為包含不需要基準(zhǔn)氧含量折算的固定污染源，方法中的濃度應(yīng)該是指實測濃度，而不是折算濃度，用來評價的監(jiān)測結(jié)果就不是衡量是否是使用方法的條件，會讓結(jié)果使用者產(chǎn)生歧義。

環(huán)保部意圖出臺的《固定污染源廢氣低濃度顆粒物測定重量法》重新厘定原有顆粒物監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法GB16157的適用范圍，在新標(biāo)準(zhǔn)方法征求意見稿編制說明中，新標(biāo)準(zhǔn)適用于各類燃煤、燃油、燃汽鍋爐、工業(yè)窯爐以及其它固定污染源廢氣中濃度低于50mg/m3（標(biāo)干濃度）的顆粒物的測定；當(dāng)實際排放濃度在50mg/m3～200mg/m3（標(biāo)干濃度）時，本方法與GB16157標(biāo)準(zhǔn)方法同時適用；當(dāng)其實際排放濃度大于200mg/m3（標(biāo)干濃度）時，應(yīng)采用GB16157標(biāo)準(zhǔn)方法。那么，在新標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布之前，山東省標(biāo)準(zhǔn)DB37/T 2537和國家標(biāo)準(zhǔn)GB16157在濃度低于50mg/m3顆粒物的測定上適用范圍有重疊，繼續(xù)使用國家標(biāo)準(zhǔn)GB16157及相關(guān)方法仍然是合規(guī)的。

2 方法的檢出限

相比于GB16157低濃度顆粒物監(jiān)測方法給定了顆粒物的檢出限為1mg/m3，該數(shù)值是參照了USEPA方法5I的檢出限。方法編制組曾組織四家實驗室，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定程序連續(xù)測量7次，以3.143倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法檢出限。使用8mm采樣嘴、采樣流量為45L/min（按煙氣流速15m/s）、采樣時間為30min。四家實驗室測定的檢出限分別為0.2mg/m3、0.3mg/m3、0.4mg/m3和0.6mg/m3，均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大檢出限1.0mg/m3。作者在顆粒物濃度較低的某電廠煙道以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定程序測量，分別使用8mm、10mm采樣嘴，采樣流量選取20L/min、30L/min、40L/min，實測濃度在0.2mg/m3～1.0mg/m3，也反映了方法檢出限較為合理。

但是1mg/m3的方法檢出限會通過基準(zhǔn)氧含量折算發(fā)大，如圖1所示，在實際監(jiān)測中煙氣氧含量較高的情況下，例如燃燒工藝特點、低負(fù)荷運行或者凈化設(shè)施密封不嚴(yán)引起監(jiān)測點位置煙氣氧含量較高，1mg/m3的實測濃度對應(yīng)不同氧含量下的折算濃度的曲線會逐漸上揚，對于折算濃度5mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)值來說就出現(xiàn)問題了。

圖1 1mg/m 3實測濃度在不同氧含量下的折算濃度

3 采樣時間過長

根據(jù)DB37/T 2537中9.5.1“每個樣品采樣時間不小于30min，對于執(zhí)行顆粒排放限值低于20mg/m3的固定污染源，采樣體積不小于1m3”。煙氣流速約12m/s時，使用直徑8cm的采樣頭，30min采樣體積勉強符合標(biāo)準(zhǔn)要求；煙氣流速6~7m/s，使用直徑10cm的采樣頭，42min采樣體積符合標(biāo)準(zhǔn)要求；在煙氣流速更低的監(jiān)測斷面，需要更長采樣時間。

在B37/T 2537中12.7要求每次采樣至少采集3個顆粒物樣品，再加上耗時相同的1個全程空白樣品，如此長的采樣時間，鍋爐負(fù)荷如何保證穩(wěn)定需要探討。而不去管鍋爐負(fù)荷的話，要保證符合標(biāo)準(zhǔn)方法要求，在設(shè)置采樣時間時只能按照最低的負(fù)荷下煙氣流速或者彈性的采樣時間。總之，采樣時間過長使得手工監(jiān)測方法應(yīng)用范圍較窄。

4 采樣頭加熱裝置引入的不確定性

在方法原理中，加熱裝置被設(shè)定為“可選”，本意應(yīng)該是在煙氣含濕量很高時，通過加熱采樣頭使得濾膜保持干燥減少阻力，3.3 加強低碳材料和技術(shù)的運用

通過積極采用新型環(huán)保材料，來提高園區(qū)整體使用壽命和安全性能。（1）對于園區(qū)內(nèi)的水處理，要安裝凈水設(shè)置使工業(yè)生產(chǎn)用水經(jīng)過凈化后，可以用于園區(qū)內(nèi)植物的灌溉。這不僅降低了水污染還使水資源得到循環(huán)利用。（2）對工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)設(shè)備進行及時的更新，將一些生產(chǎn)中高能耗，高排放的設(shè)備進行淘汰。（3）對園區(qū)內(nèi)的企業(yè)進行統(tǒng)一的污染物排放管理規(guī)劃，并制定合理的污水排放方案，促進節(jié)能減排各項工作的順利開展。另外，還要充分利用植物的光合作用，對園區(qū)進行合理的綠化配套設(shè)置，確保綠化植物能夠最大限度的吸收“碳”元素，在對植物種類進行選擇上，要根據(jù)本地的自然和氣候條件進行樹種確定。既要保證碳吸附效率又要保證綠化植物的存活率。實現(xiàn)環(huán)境與企業(yè)的并存發(fā)展意義。

4 結(jié)語

總而言之，工業(yè)園區(qū)作為在全國經(jīng)濟發(fā)展中主要的生產(chǎn)企業(yè)聚集地，它內(nèi)部的低碳經(jīng)濟在全國的低碳經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。所以，工業(yè)園區(qū)的低碳經(jīng)濟建設(shè)活動，是國家推行節(jié)能減排工程的重要內(nèi)容之一。結(jié)合目前的工業(yè)園區(qū)低碳經(jīng)濟建設(shè)情況，我們需要不斷的進行管理制度及技術(shù)激勵制度的完善。通過本文，我們對低碳經(jīng)濟也有了認(rèn)識，我們要結(jié)合工業(yè)園區(qū)目前的低碳建設(shè)過程，進行及時的措施整改，為工業(yè)園區(qū)的低碳經(jīng)濟發(fā)展提供完善的理論和方法指導(dǎo)。

[1]王宏山.低碳經(jīng)濟下我國工業(yè)園區(qū)的發(fā)展思路[J].中國集體經(jīng)濟,2016(06):9-10．

[2]馮清利.工業(yè)園區(qū)生態(tài)化設(shè)計思路探討[J].商業(yè)時代,2011(35): 129-130．

[3]呂斌,熊小平,康艷兵,趙盟,廖虹云.我國產(chǎn)業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展思路初探[J].中國能源，2014(12):31-35．

[4]詹鵑銘,韋獻(xiàn)革.石化工業(yè)園區(qū)低碳經(jīng)濟發(fā)展評估及實例研究[J].能源與節(jié)能，2014(06):112-115．