固定污染源煙氣中污染物濃度單位ppm與mg/m3換算公式簡化的應用

梁靈峰 鐘建輝（德慶縣環境保護監測站廣東肇慶526600）

固定污染源煙氣中污染物濃度單位ppm與mg/m3換算公式簡化的應用

梁靈峰 鐘建輝
（德慶縣環境保護監測站廣東肇慶526600）

固定污染源煙氣中的氣態污染物主要為二氧化硫和氮氧化物。隨著進口儀器在環境監測領域使用的普及化，在很多分析領域中都使用到進口儀器，環境監測就是其中一個領域。由于國內與國外評價標準不統一，所以在固定污染源煙氣監測過程中遇到需要將二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）的體積濃度（ppm）轉換為質量-體積濃度（mg/m3）的問題。本文以實例作一簡介。

煙氣；二氧化硫；氮氧化物；換算

引言

隨著我國環境監測技術對的不斷發展，進口設備在國內環境監測領域中的使用已普及化。但由于國內與國外的評價標準不一致，所以在固定污染源煙氣監測過程中往往會遇到進口儀器得出的數據單位為體積濃度（ppm）。本文以固定污染源煙氣監測為例，闡述煙氣主要污染物二氧化硫（SO）2和氮氧化物（NOx）體積濃度（ppm）與質量-體積濃度（mg/m3）換算簡化公式的應用。

1 固定污染源煙氣中的主要氣態污染物

1.1 二氧化硫

二氧化硫（SO2）是最常見的硫氧化物。無色，有強烈刺激性的有毒氣體。大氣主要污染物之一。在許多工業過程中也會產生二氧化硫，尤其是煤和石油燃燒時會生成二氧化硫。

1.2 氮氧化物

氮氧化物(NOx)指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物。氮氧化物種類很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多種化合物，但主要是NO和NO2，它們是常見的大氣污染物。

2 濃度單位ppm與mg/m3的換算公式簡化

環境空氣中濃度單位ppm與mg/m3的換算公式一般如公式（1）：

式中：C為質量-體積濃度，單位mg/m3；C’為體積濃度，單位：ppm；M為污染物分子量；T為溫度，單位：℃；Ba為大氣壓，單位pa。

但《大氣污染物綜合排放標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》及相關固定污染源煙氣監測方法均以標準狀態（273K，101.325kpa）下的干排氣量為計算煙氣污染物濃度，即可將公式（1）簡化為公式（2）：

當計算NOx時，C’應為NO2和NO體積濃度的總和，并以NO2計。

3 濃度單位ppm與mg/m3的換算簡化公式應用

以實測德慶縣某一食品有限公司的燃煤鍋爐（型號：SZ15-1.6AⅡ）廢氣為例，演示當在固定污染源廢氣監測過程中遇到儀器示值為體積濃度（ppm）時，如何通過公式（2）轉換為質量-體積濃度。

3.1 煙氣其中氣態污染物的監測方法及原理

采樣按國家標準GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物和氣態污染源的采樣方法》進行；二氧化硫的監測方法按《固定污染源廢氣二氧化硫的測定定點位電解法》（HJ/T57-200）進行；氮氧化物的監測方法按《固定污染源廢氣氮氧化物的測定定點位電解法》（HJ693-2014）進行。

二氧化硫和氮氧化物的方法原理為抽取廢氣樣品進入主要由電解槽、電解液和電極（包括三個電極，分別為敏感電極、參比電極和對電極）組成的傳感器。氣態污染物通過滲透膜擴散到敏感電極表面，在敏感電極上發生氧化或還原反應，在對電極上發生還原或氧化反應。

3.2 儀器設備和試劑

3.2.1 德圖加強型煙氣分析儀（型號：testo 350）和煙氣探針（0.7m，≤500℃）

3.2.2 氮氣、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮標準氣體3.3 結果計算

德慶縣某一食品公司的燃煤鍋爐廢氣經德圖加強型煙氣分析儀監測后，二氧化硫儀器示值為22.6ppm，一氧化氮儀器示值為36.0ppm；二氧化氮儀器示值為18.5ppm。

根據國內監測報告數據報出要求，監測結果應以質量-體積濃度（mg/m3）表示。按公式（2）計算得出實測質量-體積濃度，二氧化硫質量-體積濃度為65mg/m3，氮氧化物質量-體積濃度為112mg/m3（注：以上結果均以標準狀態下的干排氣量計算，且NOX以NO2計）。

4 結語

在開展固定污染源廢氣監測過程中，不同采樣點位的廢氣溫度、壓力等參數都是不一樣的。而在《大氣污染物綜合排放標準》、《鍋爐大氣污染物排放標準》和相關固定污染源煙氣監測方法中均以標準狀態（273K， 101.325kpa）下的干排氣量計，即可得出濃度單位ppm換算為mg/m3的簡化公式（2），并以進口設備德圖加強型煙氣分析儀監測德慶縣某一食品有限公司燃煤鍋爐煙氣為例，加以驗證。

[1]黃亞軍，簡論廢氣氮氧化物（NOx）濃度單位ppm與mg/m3的換算系數［J］．四川環境，2010，29（1）

[2]GB16297-1996，大氣污染物綜合排放標準[S]

[3]HJ/T57-2010，固定污染源排氣二氧化硫的測定定點位電解法[S]

[4]HJ653-2014，固定污染源廢氣氮氧化物的測定定點位電解法[S]

梁靈峰（1988.12-），男，本科，德慶人，助理工程師，主要從事環境監測研究。