PDF《环境空气颗粒物来源解析监测方法指南（试行）》

环境空气颗粒物来源解析监测方法指南(试行) (第二版)

2014 年2月28 日 前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》 ,防治环境 空气颗粒物污染,改善环境空气质量,规范全国环境空气颗粒物来源解析的监测技术,制定本 指南.

本指南规定了环境空气颗粒物来源解析中涉及的监测技术方法, 主要包括污染源样品的采 集、环境受体样品采集、样品的管理、颗粒物监测项目和分析方法、全过程质量保证与质量控 制等,以提高环境空气颗粒物来源解析中监测结果的可靠性与可比性. 本指南由中国环境监测总站组织北京市环境保护监测中心、上海市环境监测中心、浙江省 环境监测中心、 江苏省环境监测中心、 重庆市环境监测中心、 济南市环境监测中心站共同起草. 目录

1、适用范围

1

2、规范性引用文件

1

3、术语和定义

2

4、源样品采集

2 4.1 源分类及采样原则

2 4.2 固定源采样

3 4.2.1 稀释通道法

3 4.2.2 烟道内直接采样法

5 4.3 移动源采样

7 4.3.1 现场实验法(隧道法)7 4.3.2 全流式稀释通道采样法

8 4.3.3 分流式稀释通道采样法

9 4.4 开放源采样

11 4.5 其他源类采样

15 4.5.1 生物质燃烧尘采样

15 4.5.2 餐饮油烟尘采样

17 4.5.3 海盐粒子采样

20 4.6 二次颗粒物前体物采样

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5、受体样品采集

20 5.1 点位布设原则

21 5.2 采样仪器和滤膜选择

21 5.3 采样时间和周期

21 5.4 采样前准备

21 5.5 样品采集

21 5.6 采样注意事项

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6、样品管理

22 6.1 样品标识

22 6.2 样品保存

22 6.3 样品运输

22 6.4 样品交接

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7、样品分析

22 7.1 方法选择原则

23 7.2 颗粒物质量浓度分析

23 7.2.1 手工监测方法(重量法)23 7.3 颗粒物化学组分分析

24 7.3.1 元素分析方法

24 7.3.1.1 铅等

24 种元素的电感耦合等离子体质谱法.24 7.3.1.2 铅等

24 种元素的电感耦合等离子体原子发射光谱法.26 7.3.1.3 铅等

24 种元素的 X 射线荧光光谱法.29 7.3.1.4 汞等

5 种元素的原子荧光分光光度法.31 7.3.2 水溶性离子分析方法

31 7.3.2.1 NO3 - 等4种阴离子的离子色谱法.31 7.3.2.2 Na+ 等5种阳离子的离子色谱法

34 7.3.2.3 Na+ 等4种阳离子的原子吸收分光光度法

36 7.3.3 碳分析方法

37 7.3.3.1 元素碳和有机碳的热-光透射法

38 7.3.4 其他标识物分析方法

38 7.3.4.1 多环芳烃分析方法

38 7.3.4.2 正构烷烃分析方法

39 7.3.4.3 水溶性有机碳分析方法.41 7.3.4.4 丁二酸等有机酸分析方法.45 7.3.4.5 正构烷酸、甾醇类、左旋葡聚糖等分析方法.48 7.4 二次颗粒物前体物分析方法

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1、适用范围 本指南分析了《大气颗粒物来源解析技术指南(试行) 》涵盖的环境空气颗粒物来源解析方法,规定了 其所涉及的监测技术方法,主要包括污染源样品采集、环境受体样品采集、颗粒物样品分析、全过程质量 保证与质量控制等,适用于环境空气颗粒物来源解析中相关的监测工作. 本指南提供了源解析方法中主要污染源的采样技术和颗粒物中主要标识组分的分析方法,覆盖面较宽, 各地应根据所采用的环境空气颗粒物来源解析方法,结合本地区重点污染源排放清单、污染源颗粒物特征 组分以及监测技术的可行性,科学合理地选择适合当地的监测技术方法.

2、规范性引用文件 以下标准、规范和指南所含条文,在本指南中被引用即构成本指南的条文,与本指南同效.当上述标 准、规范和指南被修订时,应使用其最新版本. GB

3095 环境空气质量标准 GB/T

16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ

664 环境空气质量监测点位布设技术规范 HJ

630 环境监测质量管理技术导则 HJ

93 环境空气颗粒物(PM10 和PM2.5)采样器技术要求及检测方法 HJ

656 环境空气颗粒物(PM2.5)手工监测方法(重量法)技术规范 HJ

618 环境空气 PM10 和PM2.5 的测定 重量法 HJ

657 空气和废气 颗粒物中铅等金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法 HJ

647 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 高效液相色谱法 HJ

646 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法 HJ

680 土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法 HJ/T

93 PM10 采样器技术要求及检测方法 HJ/T

194 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T

393 防治城市扬尘污染技术规范 HJ/T

166 土壤环境监测技术规范 HJ/T

48 烟尘采样器技术条件 HJ/T

55 大气污染物无组织排放监测技术导则 HJ/T

397 固定源废气监测技术规范 《环境空气质量监测规范(试行) 》 (国家环境保护总局公告

2007 年第

4 号) 《大气颗粒物来源解析技术指南(试行) 》 《空气和废气监测分析方法》 (第四版增补版)

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3、术语和定义 3.1 PM2.5 空气动力学当量直径小于等于 2.5 μm 的颗粒物,也称细颗粒物. 3.2 PM10 空气动力学当量直径小于等于

10 μm 的颗粒物,也称可吸入颗粒物. 3.3 颗粒物排放源 向大气环境中排放固态颗粒污染物的污染源. 3.4 固定源 燃煤、燃油、燃气的锅炉和工业炉窑以及石油化工、冶金、建材等生产过程中产生的颗粒物通过排气 筒向大气排放的污染源. 3.5 移动源 由发动机牵引、能够移动的各种客运、货运交通设施和机械设备. 3.6 开放源 露天环境中无组织无规则排放的污染源,具有源强不确定、排放随机等特点. 3.7 无组织排放源 生产过程中产生的颗粒物不通过排气筒,直接向大气排放的污染源. 3.8 一次颗粒物 由污染源直接排放到环境中的颗粒物,简称一次粒子. 3.9 二次颗粒物 由排放到环境中的气态污染物经过光化学氧化反应,气-固转化形成的颗粒物,简称二次粒子. 3.10 环境受体 受到污染物污染的环境空气,简称受体. 3.11 环境空气颗粒物来源解析 通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中颗粒物污染的来源,简称颗粒物来源解析. 3.12 环境空气颗粒物来源解析技术方法 用于开展环境空气颗粒物来源解析的技术方法,主要包括源清单法、源模型法和受体模型法.

4、源样品采集 4.1 源分类及采样原则 颗粒物排放源可分成固定源、移动源、开放源等.固定源主要包括燃煤(油)的各类电厂锅炉、民用 炉灶、建材和冶金工业炉窑等颗粒物排放源,移动源主要包括机动车、船、飞机及非道路机械等颗粒物排 放源.源解析中的开放源通常包括土壤风沙尘、道路扬尘、施工扬尘、堆场扬尘和城市扬尘等.特定地区

3 的源解析工作有时需要考虑生物质燃烧尘、餐饮油烟尘和海盐粒子等颗粒物排放源.与固定源、移动源和 开放源等直接排放的一次颗粒物不同,二次颗粒物是由排放到环境中的气态污染物(也称前体物)经过光 化学氧化反应,气-固转化形成,是环境空气颗粒物的重要组成部分. 源样品采集应遵循以下三个原则.

一、代表性.在采样前需通过深入的污染源调查,参考本地区的污 染源清单,识别与本地区颗粒物来源相关的各种污染源类别,并保证进行采样的污染源能分别代表本地区 各类颗粒物排放源.在采样中,应合理布点,保证样品在空间和时间上的代表性,采样时污染源应处于正 常工况条件.

二、真实性.应采集污染源排放到空气中较稳定存在的颗粒物,必要时可利用特殊装置(稀 释通道采样装置、再悬浮采样装置等)模拟颗粒物进入到环境受体的真实过程.

三、个性(或特性) .采样 中应尽可能远离其他类别的污染源,减少不同源类之间的交叉影响,提高样品的个性.对于同一源类的不 同子源,甚至更细分的源类样品,谨慎对待样品的混合. 4.2 固定源采样 对于燃煤(油)的各类电厂锅炉、民用炉灶、建材和冶金工业炉窑等颗粒物排放源等固定源的采样主 要采用稀释通道法进行,当烟道内不夹杂液滴时也可直接采样. 4.2.1 稀释通道法 4.2.1.1 适用范围 本方法主要用于采集燃煤、燃油等固定源的颗粒物,通过样品的稀释、冷却和停留等过程,可初步反 映颗粒物从污染源进入环境受体的过程. 4.2.1.2 采样布点 (1)采样前充分调查区域内工业及民用燃煤、燃油设施情况,根据吨位、燃烧方式(如链条炉、往复炉、 煤粉炉等) 、除尘方式(如静电、湿法除尘等)及燃料种类进行多级子源类分类,对主要子源类选取两个以 上运行工况正常的燃烧源. (2)采样点的布设具体参照《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)和《固 定源废气监测技术规范》 (HJ/T 397)的相关规定.固定源采样位置选择在垂直管段,避开烟道弯头和断面 急剧变化的部位.采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于

6 倍直径,和距上述部件上游 方向不小于

3 倍直径处.对矩形烟道,其当量直径 D=2AB/(A+B),式中 A,B 为边长.采样断面的气流速 度在

5 m/s 以上.测试现场空间有限,难以满足上述要求时,可选择比较适宜的管段采样,采样断面与弯头 等的距离至少是烟道直径的 1.5 倍.采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便的操作.平台面积 不小于 1.5 m2 ,并设有 1.1 m 高的护栏和不低于

10 cm 的脚部挡板,采样平台的承重不小于

200 kg/m2 ,采 样孔距平台面约为 1.2 m~1.3 m. 4.2.1.3 方法原理 烟气稀释通道采样方法的原理是将高温烟气在稀释通道内用洁净空气进行稀释,并冷却至大气环境温 度,稀释冷却后的混合气体进入采样舱,停留一段时间后颗粒物被采样器按一定粒度捕集.该方法模拟烟 气排放到大气中几秒到几分钟内的稀释、冷却、凝结等过程,捕集的颗粒物可近似认为是燃烧源排放的一

4 次颗粒物,包括一次固态颗粒物和一次凝结颗粒物. 4.2.1.4 采样系统和装置 图1显示了某一烟气稀释通道采样系统的示意图.不同厂家设计生产的烟气稀释通道采样设备组成和 规格有一定区别,一般包括五个部分:烟气采样装置、洁净空气发生系统、烟气稀释系统、烟气停留室和 稀释烟气采集系统. 图1稀释通道法采样系统示意图 (1. 大颗粒切割器,2. 采样管,3. 加热保温套,4. 软管,5. 空压机,6. 调节阀Ⅰ, 7.空气净化器,8. 压 力表,9. 一级稀释器,10. 调节阀Ⅱ,11.气体流量计 Ⅰ,12. 二级稀释器,13. 气体流量计 Ⅱ,14. 稀释 空气泵,15. 调节阀 Ⅲ,16. 停留室,17. 测温计,18. 湿度计,19. 采样孔,20. 压力平衡孔,21. 切割器, 22. 采样膜,23. 调节阀 Ⅳ,24. 转子流量计,25. 采样泵) 4.2.1.5 采样步骤 按每个点位每种粒径颗粒采集

3 组样品,准备石英和有机滤膜;

同时应按

10 组样品一组空白样准备空 白滤膜;

PM10 和PM2.5 同步采集.具体操作步骤如下: (1)连接稀释通道采样系统;

(2)计算烟气流速、密度、含湿量、等速采样流量等参数,按照 GB/T

16157 规范方法采用预测流速法确 定等速采样嘴的直径;

(3)根据烟气流速、稀释空气流速确定稀释倍数(一般为 10~30 倍) ,调整好稀释空气进气口气体流量计 流量;

(4)根据需要,选择切割头,开启采样泵,按照稀释通道采样系统进气和出气流量调整相应流量计数值, 记录采样开始时间等信息. (5)根据烟尘浓度确定采样时间;

通过进行预采样,确定满足组分分析需要的采样时间;

采样结束后关闭

5 采样泵,取下滤膜,记录结束时间;

根据需要更换切割头和滤膜. 4.2.1.6 采样注意事项 (1) 应根据滤膜本身的特性和采样后用于化学分析的需要来选择滤膜. 滤膜的空白值应满足化学分析要求, 通常对于元素分析可采用特氟龙(Teflon) 、聚丙烯、醋酸纤维酯等有机滤膜,对于水溶性离子分析可采用 聚四氟乙烯、石英滤膜,对于碳组分和有机物(如多环芳烃)分析可采用石英滤膜.滤膜选择的性能指标 和要求........