颗粒物监测数据偏差原因分析

环境监测质量控制是环境监测中十分重要的技术工作和管理工作，是一种保证监测数据准确可靠的方法，也是科学管理监测系统的有效措施，它可以使环境监测建立在可靠的基础之上。根据《环境空气质量标准》、《空气和废气监测分析方法》、《固定污染源颗粒物与气态污染物采样方法》等标准方法要求，颗粒物手工监测仍然采用重量法。即将颗粒物采样管插入烟道中，按颗粒物等速采样原理，抽取一定量的含尘气体，根据滤筒上捕集到的颗粒物的量和同时抽取的气体量，计算出排气中颗粒物的浓度。
　　1监测现状及问题
　　1.1 颗粒物排放浓度较低
　　火电行业烟尘治理一般采用静电除尘器，除尘效率在99%以上。烟尘排放标准多为50mg/m3；水泥行业颗粒物治理多采用布袋除尘器，除尘效率更高，其颗粒物排放标准多为30～50mg/m3。而在实际监测中，多数污染源颗粒物排放浓度远低于其执行标准。
　　1.2手工监测误差较大
　　在对颗粒物排放浓度的手工监测过程中，多种因素会增大手工监测的误差。比如滤筒的前后处理方法、天平室的称量环境、采样点位、采样参数、生产运行工况、采样仪器误差、人员误差等等。手工监测的较大误差对低浓度颗粒物监测结果的影响越来越明显，已成不可忽视的问题。
　　1.3滤筒质量参差不齐
　　在高流速或高温度、低浓度颗粒物排放管道中长时间采样，经常会出现滤筒捕集效率低、滤筒失重等情况；而在湿度较大的管道内采样，又容易出现滤筒破碎、粘连等情况，直接后果就是监测结果出现负值，无法使用，更无法提及样品的代表性。
　　上述情况已成为当前颗粒物监测的难题，而这种难题暂时仍无法解决，只能在方法范围内进一步探讨导致数据偏离的原因，寻求解决办法，尽可能地提高监测数据地有效性。
　　2检测数据偏差原因分析
　　2.1玻璃纤维滤筒方面
　　作为样品采集的重要媒介，滤筒的质量至关重要。一般要求滤筒材质均匀，轻敲不掉渣、轻搓不起层，高温不失重，高湿不破碎。而目前市场上玻璃纤维滤筒品牌繁多，质量良莠不齐，达到基本要求的滤筒很难找到。这就难以避免滤筒出现失重现象，从而导致数据缺乏平行性，甚至样品全部为不合理的负值，根本无法谈及样品的代表性。
　　1）滤筒高温失重
　　按照常规方法要求，采样前滤筒应在105℃～110℃烘烤1h，然后于干燥器中冷却至室温，并用感量0.1mg的天平称量至恒重。而在实际应用中，烟气温度往往要高于105℃，滤筒在这种高温且烟气流速较高的情况下使用30min以上，就会出现失重现象。通过对某两种品牌玻璃纤维滤筒在105℃和160℃两种情况下烘干1h恒重后的称量对比，发现仅在实验室内滤筒平均失重就达2.8mg和3.8mg。
　　因此，在烟气温度高于105℃的环境下采集颗粒物样品时，不能仅将滤筒在105℃下烘烤，至少应将温度提高至160℃。
　　2）滤筒装卸误差
　　按现行采样方法，每个监测点位至少采集3个样品。这就要求采样人员必须在监测现场更换滤筒。而监测现场多数位于户外，滤筒安装、取出、密封等过程会受风沙等外界因素干扰，在高流速、高湿度烟气下采样后的滤筒在装卸时更容易掉屑，从而导致滤筒失重。
　　通过试验来说明滤筒在采样、装卸过程中产生的误差。在环境空气中模拟动压120Pa情况下采集3个样品，每个样品采集30min。经称量对比，滤筒平均失重达2.1mg。如果将4.1.1高温失重的因素也考虑在内，那么滤筒的失重将达到4.9～5.9mg。以上述试验的平均采样体积447L计算，最终对监测结果的影响是11.0～13.2mg/m3。这相对于30～50mg/m3的排放标准来说是绝对不可以忽略的。
　　2.2 现场采样方面
　　（1）采样媒介的选择
　　采集低浓度颗粒物样品，要事先了解采样点位的特点，针对不同条件选择合适的媒介。通过试验对比及考虑滤筒表面积大、易掉屑等因素，在高温度、高流速、高湿度等特殊条件下采样，采用玻璃纤维滤膜代替滤筒比较可行。此方法仍基于重量法，相比滤筒，其优势在于滤膜、采样头为一体装置，采样过程中不更换采样媒介，避免产生人为操作误差。在生产工况稳定的情况下，使用滤膜采样可以保证监测数据的平行性。
　　以下是对辽宁某电厂除尘器出口及脱硫塔出口两个有代表性的点位，分别用滤筒和滤膜进行采样的监测对比。
　　表1为除尘器出口监测数据。该点位烟气温度较高，147℃，湿度较小，6.7%，烟尘浓度较低。使用滤膜和滤筒的监测结果分别为22～34mg/m3和6～46mg/m3。就样品整体而言，使用滤膜采集的样品，标准偏差为4.9mg/m3；滤筒采集的样品，标准偏差为16.5mg/m3。
　　表2为脱硫塔出口监测数据。该点位烟气温度较低，56℃；湿度较大，13.5%；烟尘浓度较低。使用滤膜和滤筒的监测结果分别为5～8mg/m3和13～52mg/m3。同样就样品整体而言，使用滤膜采集的样品，标准偏差为1.4mg/m3；滤筒采集的样品，标准偏差为15.9mg/m3。脱硫塔出口用滤筒采集的样品结果明显偏大，不排除脱硫湿烟气中盐类物质富集到表面积较大的滤筒内，难以在实验室烘干过程中去除，从而导致烟尘浓度增加的可能。
　　（2）采样条件的保证
　　等速采样是获取有代表性样品的关键条件之一。所谓等速采样，就是气体进入采样嘴的速度Vn应与采样点的烟气速度Vs相等，其相对误差应在10%以内。当采样速度Vn大于采样点烟气流速Vs时，采取的样品浓度要低于实际浓度；当Vn小于Vs时，样品浓度高于实际浓度；只有Vn等于Vs，样品浓度才与实际浓度相等。
　　现场监测过程中，偶尔会发现监测仪器动压不稳定、采样流量过大、负载过高、采样枪偏移等现象，没有真正做到等速采样。出现上述情况，将会影响到计温、计压、流速的测定，从而影响到采样体积和烟气量的计算，并最终导致烟尘排放浓度及排放量数据偏离。
　　因此在采样前要多次预测流速，掌握烟道内各采样点位的情况，选择合适口径的采样嘴和采样方法，使用支架保证皮托管的方向、角度稳定，确保等速采样。
　　2.3 质量保证方面
　　（1）采样仪器必须经计量部门检定合格；
　　（2）定期对监测仪器进行期间核查；
　　（3）定期对流量计、压力传感器进行校准；
　　（4）保证主机内部Kp值与所用皮托管Kp值为同一数值；
　　（5）保证天平室的恒温恒湿条件；(责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)