固定污染源废气颗粒物的测定β射线法.doc
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ICS 13.020.40Z10备案号:XXXXX DB11 北京市地方标准DB11/□□□□ —201□固定污染源废气颗粒物的测定重量法Determination of Mass Concentration of Particulate Matter Emitted from StationarySources: Manual Gravimetric Method(征求意见稿)201□ - □□-□□ 发布201 □- □□- 01实施北京市环境保护局发布目次前言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4颗粒物的测定方法概述 (2)5仪器和设备 (2)6试剂和材料 (4)7采样位置与采样点 (5)8监测准备 (5)9采样步骤 (6)10样品分析程序 (7)11监测结果的计算与表示 (7)12精密度与准确度 (8)13质量控制与质量保证 (9)14注意事项 (9)参考文献 (10)前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由北京市环境保护局提出并归口。
本标准由北京市环境保护局组织实施。
本标准起草单位:北京市环境保护监测中心。
本标准主要起草人:胡月琪、颜旭、邬晓东、何明、孔川、郭建辉、李萌、姜涛、张中平、马立光、张虎、王琛、冯亚君、张勇、王京伟、刘伟、刘辉、罗小林、许超。
固定污染源废气颗粒物的测定重量法1 范围本标准规定了固定污染源高温高湿废气中颗粒物的测定方法,包括颗粒物的采样、测定及计算,有关排放标准或分析方法标准另有规定的,也应遵守相关规定。
本标准所称颗粒物系指固定污染源高温高湿废气中的可过滤颗粒物和可凝聚颗粒物的总称,即总颗粒物。
本标准适用于固定污染源排放废气温度≥30℃且烟气含湿量≥4.0%时,各种锅炉、工业窑炉以及其它固定污染源高温高湿废气中颗粒物的测定。
本标准适用于可过滤颗粒物排放浓度低于50mg/m3(标干浓度)的固定污染源高温高湿废气中总颗粒物的测定。
固定源废气低浓度颗粒物的测定
环境监测方法确认固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法测定
结论
实验室对 HJ836-2017 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法测定,实验室内:
相对标准偏差分别为 3.2%、 1.3%和 0.7%,
测量准确度分别为 103.6%、 99.9%和 102.2%。
对锅炉实际样品进行测定,
两个地点的锅炉样品相对标准偏差在 2.7%和 0.8%。
经本实验室验证,该方法的检出限、精密度和准确度满足该方法要求,本单位技术能力水平可达到《HJ836-2017 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》标准方法所要求的性能指标。
实验报告课程名称:环境监测实验实验类型:综合实验实验项目名称:环境空气中颗粒物的测定实验地点:环资B座实验日期:2018年10月25日一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)1.总悬浮颗粒物total suspended particle (TSP)指环境空中空气动力学当量直径小于等于100 μm的颗粒物。
悬浮颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要染指标。
它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。
在我国甘肃、新疆、陕西、山西的大部分地区,河南、吉林、青海、宁夏、内蒙古、山东、四川、河北、辽宁的部分地区,总悬浮颗粒物污染较为严重。
Da = Dp√ρpDp:颗粒物的真实直径ρp:颗粒物的密度粒径小于100μm的称为TSP,即总悬浮物颗粒;粒径小于10μm的称为PM10,即可吸入颗粒。
TSP和PM10在粒径上存在着包含关系,即PM10为TSP的一部分。
国内外研究结果表明,PM10/TSP的重量比值为60—80%。
在空气质量预测中,烟尘或粉尘要给出粒径分布,当粒径大于10μm时,要考虑沉降;小于10μm时,与其他气态污染物一样,不考虑沉降。
所有烟尘、粉尘联合预测,结果表达TSP,仅对小于10微米的烟尘、粉尘预测,结果表达为PM10。
大气中TSP的组成十分复杂,而且变化很大。
燃煤排放烟尘、工业废气中的粉尘及地面扬尘是大气中总悬浮微粒的重要来源。
TSP是大气环境中的主要污染物,中国环境空气质量标准按不同功能区分3级,规定了TSP年平均浓度限值和日平均浓度限值。
空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”,去掉10微米以上的颗粒物,剩下的就是“可吸入颗粒物”。
2.大气总悬浮颗粒物的测定1)主题内容适用范围本方法适合于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。
本方法的检测限为0.001 mg/m',总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10kPa时,本方法不适用。
《固定污染源废气颗粒物的测定β射线法》(征求意见稿)编制说明标准编制组二〇一九年十二月目录1 项目背景 (3)1.1任务来源 (3)1.2工作过程 (3)2 标准制定的必要性分析 (4)2.1颗粒物的环境危害 (4)2.2颗粒物的治理技术 (4)2.3颗粒物的监测方法 (5)2.4现行颗粒物监测标准的实施情况和存在问题 (5)3 国内外相关分析方法研究 (6)3.1国外相关分析方法研究 (6)3.2国内相关分析方法研究 (7)3.3相关仪器方法原理研究 (8)4 标准制定的基本原则和技术路线 (9)4.1标准制定的基本原则 (9)4.2标准制定的技术路线 (9)5 方法研究报告 (10)5.1方法研究目标 (10)5.2适应范围 (10)5.3规范性引用文件 (10)5.4术语和定义 (11)5.5方法原理 (11)5.6试剂和材料 (12)5.7仪器和设备 (13)5.8样品 (16)5.9结果计算与表示 (17)5.10精密度和准确度 (18)5.11质量保证和质量控制 (20)5.12注意事项 (21)6 方法验证 (21)6.1验证方案的制定工作 (21)6.2方法验证方案内容 (21)6.3方法验证过程 (22)6.4方法验证报告 (24)7 仪器性能测试 (24)8 Β射线源取得管理机构的豁免权 (25)附件:方法验证报告 (28)《固定污染源废气颗粒物的测定β射线法》编制说明1 项目背景1.1 任务来源(1)《固定污染源废气颗粒物的测定β射线法》标准制订项目列入2017年第一批辽宁省地方标准制修订项目计划,项目编号为2017019。
(2)《固定污染源废气颗粒物的测定β射线法》标准制订项目承担单位为辽宁省生态环境监测中心。
1.2 工作过程(1)成立编制小组、编写有关文件2019年3月,辽宁省生态环境监测中心作为本标准的承担单位与有关专家进行了联系,成立了由环境监测和仪器设计人员组成的标准制订小组。
在调研文献资料、国内外颗粒物的测定β射线法及应用,充分考虑国内现有类似标准的基础上,形成标准初稿、制定实验室和现场验证方案。
主要起草人及其所做的工作:xx:第1起草人,负责调查研究、标准内容设计、标准草案起草和修改等全部工作;xx:主要起草人,参与标准技术路线的设计、草案的起草和修改工作;xx:主要起草人,参与方法应用过程中的采样及分析工作;xx:主要起草人,参与方法应用过程中的采样及分析工作;xx:主要起草人,参与方法应用过程中样品分析处理工作;xx:主要起草人,参与方法应用过程中的采样及分析工作;(2)召开专家论证会、修改有关文件2019年10月,组织专家对标准初稿、实验室和现场验证方案设计进行开题论证,并根据专家的论证意见、建议对标准初稿以及验证方案进行适当的修改和补充完善。
(3)完成实验室和现场验证测试2019年10月-2019年12月,组织验证单位进行实验室测试和现场验证,综合评价测试结果,调整分析方法的关键特性指标。
(4)编写标准文本征求意见稿、编制说明。
2019年10月-2019年12月综合调研的资料、根据测试验证的结果、比照国内现有类似标准起草标准文本(征求意见稿)和编制说明,公开征集意见,进行归纳、汇总、提炼、提出处理意见并作修改。
2 标准制定的必要性分析2.1 颗粒物的环境危害颗粒物是指燃料和其他物质在燃烧、合成、分解以及各种物质在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。
颗粒物的产生分为自然源和人为源,人为源主要来自煤的燃烧、机动车排放和一些工业生产过程。
由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大,因而其吸附性很强,容易成为空气中各种有毒物质的载体,特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等,使得致癌、致畸、致变的发病率明显升高。
自上世纪80年代,随着对大气颗粒物研究的深入,人们认识到粒径在10 µm以下的颗粒物是对环境和人体健康危害最大的一类污染物,并且细颗粒的危害性比粗颗粒更加严重,因此,各个国家对其制定的排放标准日趋严格。
可吸入颗粒物除对人体健康产生不良影响以外,还会对能见度、酸沉降、云和降水、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等造成重要影响。
2.2颗粒物的治理技术烟气除尘技术主要采用电除尘、电袋复合除尘和袋式除尘技术。
电除尘技术依据电极表面灰的清除是否用水,分为干式电除尘和湿式电除尘。
电除尘技术具有除尘效率高、使用范围广、运行费用低、使用维护方便、无二次污染等优点,但其除尘效率受煤、灰成分等影响较大,且占地面积较大。
除尘效率为99.20%~99.85%,出口烟尘浓度可达到20mg/m3以下。
目前,颗粒物实现特排达标排放,主要的方式是采用湿式电除尘技术,可以实现颗粒物排放限值在10mg/m3以下,甚至达到5mg/m3以下。
袋式除尘技术是利用纤维织物的拦截、惯性、扩散、重力、静电等协同作用对含尘气体进行过滤的技术。
袋式除尘技术除尘效率基本不受燃烧煤种、烟尘比电阻和烟气工况变化等影响,占地面积小,控制系统简单,可实现较为稳定的低排放。
除尘效率为99.50%~99.99%,出口烟尘浓度可控制在20mg/m3以下,当采用高精过滤滤料时,出口烟尘浓度可以实现10mg/m3以下。
电袋复合除尘技术是电除尘与袋式除尘有机结合的一种复合除尘技术。
一体式电袋复合除尘器技术最为成熟,应用最为广泛。
电袋复合除尘技术具有长期稳定低排放、运行阻力低、滤袋使用寿命长、运行维护费用低、占地面积小、使用范围广的特点。
除尘效率为99.50%~99.99%,出口烟尘浓度在20mg/m3以下。
超净电袋复合除尘技术可实现出口烟尘浓度长期稳定小于10mg/m3。
耦合增强电袋复合除尘技术可实现除尘器出口烟尘浓度小于5mg/m3。
综上,颗粒物治理技术的实施,颗粒物排放浓度较低,因此,标准《固定污染源废气颗粒物的测定β射线法》的制订极其重要。
2.3颗粒物的监测方法我省沈阳市现已执行特别地区排放限值,省生态环境厅正在草拟我省其他地市执行锅炉大气污染物特别排放限值公告;燃煤电厂超低排放升级改造完成后,颗粒物排放浓度限值要求为10 mg/m3。
《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T 16157-1996)修改单已明确,颗粒物浓度小于20 mg/m3不适用于《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T 16157-1996),原环保部2017年发布实施了《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836-2017)用于低浓度颗粒物的测定,此方法在采样前、后准备工作繁琐,对现场采样要求较高,不可避免的引入了人为误差。
因此,急需制订误差较小、准确度较高的监测方法。
2.4 现行颗粒物监测标准的实施情况和存在问题2.4.1现行监测标准的实施情况目前,颗粒物监测分析方法有《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996)、《锅炉烟尘测试方法》(GB5468-1991)和《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836-2017),这些方法是目前普遍采用的监测分析方法。
2.4.2现行监测标准存在的问题现行标准方法均是基于重量法,由于现场采样时间较长,且还要进行实验室分析,手工操作环节较多,受人为操作因素的干扰,颗粒物数据的时效性、平行性较差,不适于现场快速测定。
特别是自“十三五”以来,重点污染源监督性监测任务越来越重,各级环境监测站普遍面临任务重、人员少的形势。
在这种条件下,急需操作简便、仪器便携、测试快速的现场直读式方法来开展污染源颗粒物监测工作。
3 国内外相关分析方法研究3.1国外相关分析方法研究3.1.1国外低浓度颗粒物监测——手工重量法,所涉及的主要标准方法如下:⑴Test method for determination of mass concentration of particulate matter from stationary sources at low concentrations(Manual gravimetric method)(ANSI/ASTM D 6331-98 (Re-approvered 2005))。
译文:低浓度测定固定污染源排放的颗粒物浓度的试验方法(手工重量分析法)⑵Stationary source emissions—Manual determination of mass concentration of particulate matter(ISO9096-2003)。
译文:固定污染源排放——颗粒物质量浓度的手工测定⑶Stationary source emissions—Determination of mass concentration of particulate matter(dust) at low concentrations—Manual gravimetric method. (ISO12141-2002)。
译文:固定污染源排放——低浓度时颗粒物(尘)的质量浓度测量——手工重量方法⑷Determination of low range mass concentration of dust-Part1: Manual gravimetric method (BS EN 13284-1:2002)译文:低浓度颗粒物的测定——第一部分:手工称重法。
⑸Methods of measuring dust concentration in flue gas(JIS Z 8808-1995 ) 。
译文:废气中尘浓度的测量方法。
ANSI方法规定了采集颗粒物到滤膜上质量最小比值,整个测试过程尽可能只使用1个滤膜累积采样,从而提高测量准确度。
ANSI、ISO以及BS EN发布了大体积采样技术在低浓度颗粒物测定中的应用。
取样嘴特性按照标准要求,为获得较高的等速动态取样速率,允许取样嘴的直径范围1.25-3.43 cm。
ISO和BS EN为使测试结果有效,取样时收集的颗粒物质量必须大于滤膜总体空白值的5倍,在这种情况下,通常使用大体积采样技术或延长采样时间。
以上标准都详细描述了低浓度颗粒物的测定过程和分析方法,从采样前准备、检漏、采样、清洗、称重、校准等详细过程。
3.1.2应用于环境空气中颗粒物监测的仪器法,所涉及的主要标准方法如下:⑴Air quality-Certification of automated measuring systems-Part 3: Performance criteria and test procedures for automated measuring systems for monitoring emissions from stationary sources (BS EN 15267-3:2007)。