廣東省污染源自動監控技術發展

陳熾璋　崔海亮

摘 要：環境監測作為污染度量的重要依據，是環保各項業務工作的主要數據來源、亦是環境決策與管理的依據以及環境執法體系的主要組成部分，在我國環保工作中具有重要作用。污染源在線監測是對排污口污染物實時分析，從而準確判斷企業排污情況，掌握其排污全過期。自動監控以在線監測為基礎發展而來，越來越成為監管排污企業的重要手段，該文對該省自動監控發展過程進行回顧。

關鍵詞：自動監控 在線監測 環境管理

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（c）-0050-03

近年來，污染事故層出不窮，污染因子層出不窮，環境問題引起了公眾的高度重視，傳統環境監測手段越來越難滿足環境管理的需要。污染源在線監測系統能對排污口污染物實時分析，從而準確地判斷企業排污情況，逐步成為環境執法、科學管理的重要手段。污染源自動監控系統的建設和管理是依托在線監測、自動控制、通信等多個領域的技術，是一項復雜的系統工程。廣東省環保廳高度重視，以環監部門牽頭，監測、信息部門配合，大力推廣自動監控技術。目前，自動監控系統已廣泛應用于排污企業廢水廢氣的監測，使環保部門更為便捷地了解各企業監測因子的排放數據，提高環境監察機構的效率，有目的地去執法，提高了環境管理科學化、信息化水平。

1 自動監控的發展歷程

1.1 儀器

在20世紀80年代后期，該省已引進美國法國的廢氣在線監測設備，測的項目二氧化硫和氮氧化物，主要安裝在大型的發電廠。90年代初期，結合排污口規范化整治，要求大型排污企業必須安裝巴爾氏槽和流量計。90年代中后期，結合“一控雙達標”工作，該省開始引進COD和TOC在線監測儀，數據傳輸到省環境監察部門。到21世紀，國控企業、30 萬kW以上的火電廠主要的污染因子已安裝在線監測儀器，并能結合視頻技術進行實時監控。

1.2 通訊

21世紀前，主要的數據傳輸方式是短信、拔號。短信最大的缺點是受語音優先和環境電磁的影響，往往信號發出后要1 h才能接收到；拔號的時間又不能確定，完成一次需幾分鐘。

21世紀后，隨著電信技術的發展，傳輸方式主要是光纖、無線寬帶、微波。光纖有著傳送速度快，不受干擾，隨時可擴充帶寬的優勢，租金費用不高，廣泛使用。無線寬帶費用較高（目前是200元使用200 h），使用企業較少。微波易受建筑物的影響，目前帶寬理論上是10M，但是實際傳輸不穩定。

1.3 監測的項目

21世紀前，主要監測項目僅有二氧化硫、氮氧化物、 酸堿度、流量、化學需氧量、TOC等少數污染物，數據難以全面反映企業排污狀況。

21世紀后，陸續增加了氨氮、煙塵、鉻、銅等金屬指標。目前，除了少數，基本履蓋了主要污染因子。

2 法規體系發展

2005年以前我國沒有一部法律法規明文要求或規定什么樣的企業必須安裝污染源自動監測系統，直到2005年7月，原國家環保總局頒布了《污染源自動監控管理辦法（總局令第28號）》，第一次解釋了污染源自動監控的含義及明確了對重點污染源自動監控設施進行監管的主管部門和相應職責。該省和各地市也陸續出臺了有當地特色的相關政策、技術規范、法規。目前，該省污染源自動監控的法律體系日臻成熟，技術由從前的單一走向多方面、全方位化。

（1）固定污染源監測質量保證與質量控制技術規范（試行）HJ/T373—2007。

該規范主要對廢氣廢水比對監測的質量保證和質控要求：比對的條件，監測的數據對，采樣的點位，樣品的分析，數據的有效性和數據缺失的處理。

（2）固定污染源煙氣排放連續監測技術規范（試行）HJ/T75—2007。

該規范主要對煙氣連續監測儀作規定：技術驗收，比對監測，數據審核和處理，技術性能，安裝位置，日常運行管理要求，測試的項目與要求。

（3）固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法（試行）HJ/T76—2007。

該規范主要對煙氣連續監測儀作規定：系統的組成，技術要求，安裝和測定位置，參比方法采樣位置，指標的檢測方法，質量保證，檢測的項目。

（4）水污染源在線監測系統安裝技術規范（試行）HJ/T353—2007。

該規范主要對安裝作規定：各監測項目的方法和原理，各方法的測量濃度范圍，自動采樣器的基本功能，數采儀的通訊協議，工作溫度，備用電源，數據存儲量，模擬信號的分辯率，數字量的接口，站房和安裝要求，試運行指標。

該規范明確了：水污染源監測儀器，水污染源在線監測系統，超聲波明渠流量計，電磁流量計，水質自動采樣器，數據采集傳輸儀等定義。

（5）水污染源在線監測系統數據有效性判別技術規范（試行） HJ/T356—2007。

該規范主要對數據作規定：比對的周期，比對的誤差范圍，日常的校驗，數據的有效性，日均值的計算，缺數的處理。

（6）水污染源在線監測系統驗收技術規范（試行）HJ/T354—2007。

該規范主要對驗收作規定：驗收的條件，驗收的內容，驗收的方法，項目合格的標準。

（7）水污染源在線監測系統運營與考核技術規范（試行）HJ/T355—2007。

該規范主要對運營作規定：日常維護的工作內容，預防性維護的工作內容，檢驗的周期，儀器維修的報批程序，質量保證和控制方法，儀器運行指標，監測值的數量要求，技術檔案的內容，技術考核的指標。

（8）水質自動采樣器技術要求及檢測方法（試行）HJ/T372—2007。

該辦法對采樣器提出以下要求：性能指標，外觀，構造，控制，采水，采量的誤差，箱內的溫度控制，操作說明書的內容，校驗的周期。

（9）環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范（試行）HJ/T352—2007。

該規范主要對信息交換作規定：交換信息的描述，信息交換的方法，交換的頻率，交換報文的規范，數據的安全，監控的信息內容，代碼的標準。

（10）廣東省自動監控信息交換技術規范（粵環函〔2007〕1163號）。

該規范主要對視頻信息交換作規定：交換信息的描述，信息交換的方法，交換的頻率，交換報文的規范，數據的安全，信息交換的模型，交換的架構，控件的要求，代碼的標準。

（11）廣東省重點污染源在線監控系統驗收管理規定（粵環〔2008〕99號）。

該規定主要對在線監控系統驗收作規定：安裝的范圍，驗收的主體，驗收的條件，驗收的內容，驗收的方法，驗收的標準。

（12）污染源自動監控管理辦法（國家環保總局第28號令）。

該辦法明確了自動監控系統是由自動監控設備和監控中心組成，并明確了監控設備是指：安裝在現場用于監測監控污染物排放的儀器、流量計、運行記錄儀和數據采集傳輸儀等。

（13）國家監控企業污染源自動監測數據有效性審核辦法（環發〔2009〕88號）。

該辦法明確了監測設備在正常運行狀態下提供的實時監測數據，即為通過有效性審核的污染源自動監測數據。有效的監測數據是計算主要污染物排放數量和確定達標排放的依據。

3 主要監測技術

3.1 儀器的監測方法種類

3.1.1 廢氣

（1）直接測量法。

此方法是監測儀器定裝在采樣口，以光譜直接測量氣體污染物的濃度，采樣口要建儀器房，用標準物校對時要將儀器整體拉出，并裝附設設備。缺點維護難。

（2）抽取測量法。

此方法是通過抽取氣樣到儀器進行分析，維護方便。缺點是如果氣樣的粘度大容易堵塞濾網；管道比較長，反吹要徹底。

（3）稀釋測量法。

此方法維護方便，但是受抽樣的精度和稀釋氣體的影響比較大，管道的反吹更要徹底。

3.1.2 廢水

（1）比色和光度法。

此方法的原理與化驗室的化學分析法基本一致，一般的分析周期在40 min～1 h，由于要加入消化劑和顯色劑，監測后的殘液存在二次污染。

（2）注射法。

此方法的原理與化驗室的液相色譜分析法基本一致，由于不需消解且抽取樣品小，分析周期在20 min左右，要加入載液，但載液可重復使用，二次污染物小，但濃度高時誤差較大。

（3）UV法。

此方法是直接以光波照射污水，并以水的吸光率來計算污染物的濃度，最大的問題是受可見光和水的色度影響，水中的懸浮物也是影響的重要因素。

（4）電極電位法。

目前測量酸堿度主要用此方法，此法的電極容易生成氧化膜，從而影響測量的準確度。

（5）化學法。

此方法準確性受中和過量試劑時加藥量和電極的間距，與液體的接觸面積，導電率的影響。

3.2 設備的選型

設備選型要注意儀器精度、消耗物用量、是否認證，盡可能與標準分析法一致，分析樣品要符合國家的要求。其中廢水設備選型要注意水質是否穩定、有否氯離子、分析周期；廢氣設備的選型要注意安裝位置、塵的粘度、煙氣含水量、管道長度、過濾網。

3.3 設備運營維護

（1）時間的校正：上下位機時間不同步，數據是不能正常傳輸。

（2）標準物：不在有效期內，所測的數據視有無效。

（3）手工分析：分析人員技術不過硬，分析出來的數據不準確，就不能正確地指導儀器校正的工作。

（4）儀器的校驗：按國家對儀器的管理規定，所有分析儀器每年都要強檢，否則所測量的數據無效。

（5）記錄：這是對運營工作考核的重要依據，也是管理部門對數據有效性判別的依據，這運營單位往往只重視了運營記錄而忽視了維修和重新校正儀器及做標樣時的記錄。

3.4 比對監測

比對監測是對在線監測儀的唯一考核手段，假如不及格，就把過去的一個時間段的監測數據視為無效數據，也就是前面所做的工作均為無效工作。因此，比對監測是在線監控技術的重中之重。

3.4.1 檢查項目

（1）光源和比色皿：強度，光柵，潔靜度。

（2）采樣系統：有否堵塞，量是否足，管道潔靜。

（3）消解系統：溫度，壓力，時間。

（4）分析系統：中和試劑是否準確。

3.4.2 標準物

標準物要檢查有效期、濃度準確度、量。

3.4.3 自行比對

要比對采樣一致性、平行樣、加標樣。

3.4.4 比對的難點

自動監控比對的難點有：

（1）水采樣6次，每次的誤差不能大于6次平均值的5%。

（2）儀器要報出：有效數據數量，電源故障狀態，零點和量程校準數據，操作和維護記錄，儀器故障數據。

（3）監測用房應有防止人為破壞設施。

（4）氣體監測儀要有永久性電源。

（5）零點和跨量漂移要做3天。

（6）氣體采樣平臺要達到負重200 kg/m2。

（7）氣體監測采樣口與氣體方向不得偏差10。

（8）單次采樣誤差小于0.1%。

4 結語

污染源自動監控系統是目前最有效的污染源監管系統，在線監測及時發現企業排污超標問題，為環境保護提供真實有效的數據，提高了管理效率。隨著該省環境信息化建設的快速推進，該省污染源自動監控已進入新的發展時期，網絡化、高清化、智能化的視頻技術將成為現代環境監測及污染源監管的有力手段，監控方式也計劃從在線監測到預測預警的轉型。

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