安徽譜語實驗設備科技有限公司
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環境空氣顆粒物來源解析監測技術方法指南

環境空氣顆粒物來源解析監測技術方法指南

1 適用范圍

      本指南提供了大氣顆粒物來源解析監測工作所涉及的技術方法,主要包括污染源樣品采集、環境受體樣品采集、樣品管理、顆粒物監測項目選擇與分析方法,以及貫穿顆粒物樣品采集、保存、制備和分析等全過程的質量保證與質量控制措施,適用于環境空氣顆粒物來源解析相關的監測工作。

      各地應根據所采用的環境空氣顆粒物來源解析方法,結合本地區重點污染源排放清單、污染源顆粒物特征組分以及監測技術的可行性,科學合理地選擇適合當地的監測技術方法。

2 規范性引用文件

      以下標準、規范和指南所含條文,在本指南中被引用即構成本指南的條文,與本指南同效。當上述標準、規范和指南被修訂時,應使用其最新版本。

      GB 3095 環境空氣質量標準

      GB 3847 柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)

      GB 18285 汽油車污染物排放限值及測量方法(雙怠速法及簡易工況法)

      GB 18352.6 輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)

      GB/T 16157 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法

      GB/T 18883 室內空氣質量標準

      HJ 93 環境空氣顆粒物(PM10 PM2.5)采樣器技術要求及檢測方法

      HJ 168 環境監測分析方法標準制修訂技術導則

      HJ 194 環境空氣質量手工監測技術規范

      HJ 618 環境空氣 PM10 PM2.5 的測定 重量法

      HJ 630 環境監測質量管理技術導則

      HJ 646 環境空氣和廢氣 氣相和顆粒物中多環芳烴的測定 氣相色譜-質譜法

      HJ 647 環境空氣和廢氣 氣相和顆粒物中多環芳烴的測定 高效液相色譜法

      HJ 656 環境空氣顆粒物(PM2.5)手工監測方法(重量法)技術規范

      HJ 657 空氣和廢氣 顆粒物中鉛等金屬元素的測定 電感耦合等離子體質譜法

      HJ 664 環境空氣質量監測點位布設技術規范

      HJ 680 土壤和沉積物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法

      HJ 777 空氣和廢氣 顆粒物中金屬元素的測定 電感耦合等離子體發射光譜法

      HJ 799 環境空氣 顆粒物中水溶性陰離子(F-、Cl-、Br-、NO -、NO-、PO 3-、SO2-、SO2- 的測定 離子色譜法

      HJ 800 環境空氣 顆粒物中水溶性陽離子(Li+、Na+、NH+、K+、Ca2+、Mg2+)的測定 離子色譜法

      HJ 829 環境空氣 顆粒物中無機元素的測定 能量色散 X 射線熒光光譜法

      HJ 830 環境空氣 顆粒物中無機元素的測定 波長色散 X 射線熒光光譜法

      HJ/T 20 工業固體廢物采樣制樣技術規范

      HJ/T 48 煙塵采樣器技術條件

      HJ/T 55 大氣污染物無組織排放監測技術導則

      HJ/T 166 土壤環境監測技術規范

      HJ/T 393 防治城市揚塵污染技術規范

      HJ/T 397 固定源廢氣監測技術規范

      《環境空氣質量監測規范(試行)》(國家環境保護總局公告 2007 年第 4 號)

      《大氣顆粒物來源解析技術指南(試行)》(環發〔201392 號)

      《環境空氣顆粒物來源解析技術路線(試行)》(環辦函〔2015191 號)

      《空氣和廢氣監測分析方法(第四版增補版)》(國家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法》編委會)

3 術語和定義

3.1 PM2.5

      空氣動力學當量直徑小于等于 2.5 μm 的顆粒物,也稱細顆粒物。

3.2 PM10

      空氣動力學當量直徑小于等于 10 μm 的顆粒物,也稱可吸入顆粒物。

3.3 顆粒物排放源

      向大氣環境中排放顆粒物的污染源。

3.4 固定源

      燃煤、燃油、燃氣的鍋爐和工業爐窯以及石油化工、冶金、建材等生產過程中產生的顆粒物通過排氣筒向大氣排放的污染源。

3.5 移動源

      由發動機牽引、能夠移動并向大氣環境排放顆粒物的各種客運、貨運交通設施和機械設備。

3.6 開放源

      露天環境中無組織、無規則地向大氣環境排放顆粒物的污染源,具有源強不確定、排放隨機等特點。

3.7 無組織排放源

      生產過程中產生的顆粒物不通過排氣筒,直接向大氣環境排放的污染源。

3.8 一次顆粒物

      污染源直接排放到大氣環境中的顆粒物,又稱一次粒子。

3.9 二次顆粒物

      排放到大氣環境中的氣態污染物經過光化學氧化反應,氣-固轉化形成的顆粒物,又稱二次粒子。

3.10 環境受體

      受到污染物污染的環境空氣,簡稱受體。

3.11 環境空氣顆粒物來源解析

      通過化學、物理學、數學等方法定性或定量識別環境受體中顆粒物污染的來源,簡稱顆粒物來源解析。

3.12 環境空氣顆粒物來源解析技術方法

      用于開展環境空氣顆粒物來源解析的技術方法,主要包括:現場采樣-實驗室分析-受體模型法、現場調查-統計分析-源清單法和污染源監測-模擬分析-源模型法。

4 污染源樣品采集

4.1 污染源分類及采樣原則

      顆粒物排放源可分成固定源、移動源、開放源等。固定源主要包括燃煤(油)的各類電廠鍋爐、民用爐灶、建材和冶金工業爐窯等顆粒物排放源。移動源主要包括機動車、船、飛機及非道路機械等顆粒物排放源。開放源通常包括土壤揚塵、道路揚塵、施工揚塵、堆場揚塵和二次揚塵等顆粒物排放源。特定地區的顆粒物來源解析工作有時還需要考慮生物質燃燒塵、餐飲油煙塵和海鹽粒子等。與固定源、移動源和開放源等直接排放的一次顆粒物不同,二次顆粒物由排放到大氣環境中的氣態污染物(也稱前體物)經過光化學氧化反應,氣-固轉化形成,是環境空氣顆粒物   的重要組成部分。

      源樣品采集應遵循以下三個原則:①代表性。在采樣前需通過深入的污染源調查,參考本地區已有的污染源清單,識別與本地區顆粒物來源相關的各種污染源類別,并保證選擇采樣的污染源能分別代表本地區各類顆粒物排放源。在采樣中,應合理布點,保證樣品在空間和時間上的代表性,采樣時污染源應處于正常工況條件。②真實性。應采集污染源排放到空氣中較穩定存在的顆粒物,必要時可利用特殊裝置(稀釋通道采樣裝置、再懸浮采樣裝置等)模擬顆粒物進入到環境受體的真實過程。③獨特性。采樣中應盡可能遠離其他類別的污染源,減少不同源類之間的交叉影響,提高樣品的獨特性。對于同一源類不同子源樣品,甚至更細分的源類樣品,采樣中謹慎對待樣品的混合。

4.2 固定源采樣

      對于燃煤(油)的各類電廠鍋爐、民用爐灶、建材和冶金工業爐窯等固定源排氣的顆粒物采樣,優先采用稀釋通道采樣法;如果不具備稀釋通道采樣法的采樣條件,對于煙道內不夾雜液滴的情況,可采用直接采樣法代替。

4.2.1 稀釋通道采樣法

4.2.1.1 適用范圍

      本方法主要用于采集固定源的顆粒物,通過樣品的稀釋、冷卻和停留等過程,可模擬顆粒物從污染源進入環境受體的過程。

4.2.1.2 采樣布點

      (1)采樣前充分調查區域內工業及民用燃煤(油)設施情況,根據噸位、燃燒方式(如鏈條爐、往復爐、煤粉爐等)、除塵方式(如靜電除塵、濕法除塵等)及燃料種類進行多級子源類分類,對主要子源類選取 2 個以上運行工況正常的固定源。

      (2)采樣點的布設具體參照《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》(GB/T 16157)和《固定源廢氣監測技術規范》(HJ/T 397)的相關規定。固定源采樣位置選擇在垂直管段,避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。采樣位置應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于 6 倍直徑處,和距上述部件上游方向不小于 3 倍直徑處。對矩形煙道,其當量直徑 D=2AB/A+B),式中 A、B 為邊長。測試現場空間有限,難以滿足上述要求時,可選擇比較適宜的管段采樣,采樣斷面與彎頭等的距離至少是煙道直徑的 1.5 倍。采樣平臺應有足夠的工作面積使工作人員能安全、方便地操作。平臺面積不小于 1.5 m2,并設有 1.1 m 高的護欄和不低于 10 cm 的腳部擋板,采樣平臺的承重不小于 200 kg/m2,采樣孔距平臺面約為 1.2 m~1.3 m。

4.2.1.3 方法原理

      高溫煙氣在稀釋通道內與潔凈空氣進行混合稀釋,并冷卻至大氣環境溫度,稀釋冷卻后的混合氣體進入采樣艙停留一段時間,然后使用采樣器捕集一定粒徑大小的顆粒物。該方法模擬煙氣排放到大氣中短時間內的稀釋、冷卻、凝結等過程,捕集的顆粒物可被近似認為是燃燒源排放的一次顆粒物,包括一次可過濾顆粒物和一次凝結顆粒物。

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