固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法.docx

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固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法

固定污染源废气低浓度颗粒物的测定—重量法

（征求意见稿）

编制说明

编制组

2014年5月

1工作简况

1.1任务来源

受环保厅委托，在2014年上半年内完成DB37/XXXX-2014《固定污染源低浓度颗粒物测定方法—重量法》方法标准的制订工作，该标准由山东省环境监测中心站负责起草，合作单位由青岛崂山应用技术研究所、武汉市天虹仪表有限责任公司、山东国舜建设集团有限公司提供支持。

1.2制订《固定污染源废气低浓度颗粒物测定方法—重量法》（DB37/XXXX-2014）的必要性

按照国家《大气污染防治行动计划》和山东省《大气污染防治规划一期（2013-2015）行动计划》的要求，要加快燃煤锅炉和工业炉窑现有除尘设施升级改造，确保颗粒物排放浓度稳定达标排放。

就我省而言，全省大部分单机装机容量30万千瓦以上机组采用了双室四电场静除尘器和炉外湿法脱硫的除尘技术，颗粒物浓度低于50mg/m3。

有的电厂为了申请除尘电价补贴对现有除尘设施进行了或将要进行改造，将静电除尘器改造为电袋复合除尘、纯布袋除尘或增加湿式电除尘，颗粒物浓度低于30mg/m3，有些甚至低于5mg/m3。

同时国家和我省近期颁布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）和《火电厂大气污染物排放标准》（DB37/664-2013）等一系列标准中均把固定源排气中颗粒物排放浓度降至30mg/m3以下。

我国现阶段颗粒物监测方法采用《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），严格意义而言，该方法仅适用于颗粒物浓度高于50mg/m3的固定污染源，测定颗粒物浓度低于50mg/m3时误差较大，现有监测方法已不能满足要求，监测单位无法对其进行准确监测。

随着环境管理日趋严格和环境污染治理技术的不断进步，现有颗粒物监测方法GB/T16157-1996，已逐渐暴露出不能准确测量和不适应低浓度颗粒物的缺陷，已不能满足对固定源颗粒物排放的监测要求和环境管理需要。

环保部已于2013年向中国环境监测总站下达了《固定污染源废气低浓度颗粒物测定重量法（GB/T16157-1996）》项目计划，但由于程序复杂，项目进展缓慢，预计方法的颁布实施大约需要1-2年。

我省从2013年始，就已经在全国率先着手开展低浓度颗粒物的方法储备和现场实际验证，具备了比较丰富的监测经验，积累了大量的监测数据，取得了比较好的效果，为《固定污染源低浓度颗粒物测定方法重量法》的制定奠定了良好的基础。

因此，及时制订我省的《固定污染源低浓度颗粒物测定方法重量法》，为监测单位提供监测依据既有良好的基础，也是非常必要的。

1.3工作过程

我们按照省厅的要求，召集各参加单位，成立了标准编制小组，具体工作计划安排如下：

1）对国内外有关低浓度颗粒物的测定重量法的标准内容包括工作原理，采样装置，采样程序，质量控制，结果计算及方法性能进行调研，对国内外固定污染源低浓度颗粒物采样设备的工作原理、测试方法、可行性及应用情况进行调研，对国内外相关分析方法比较研究与分析，对国内外固定污染源排放的相关法律、法规和政策研究与分析，收集国内外关于低浓度颗粒物测定的文献资料；

2）依据调研的内容，参考其他相关标准，确定标准的适用范围，并制定相应的技术路线；

3）对确定的技术指标和验证方案进行测试、比对，验证其可行性，形成测试报告和验证报告；

4）完成标准文本和编制说明。

目前，我们根据查阅的资料、文献，结合我省各环境监测站和排废企业对低浓度颗粒物检测方法的应用研究及需求情况进行了广泛的调研，对行业内资深专家进行技术咨询，并进行了分类、归纳和总结，在此基础上完成了标准草案。

2标准制订原则和依据

2.1主要国家、地区及国际组织相关标准研究

低浓度颗粒物的采样及分析技术在国外发达国家已开展了研究，检测方法主要是手工称重法，但目前国内还没有关于低浓度颗粒物检测的标准，所以无法对其进行规范。

国外关于低浓度颗粒物的检测标准主要为方法标准：

（1）Stationarysourceemissions—Determinationofmassconcentrationofparticulate

matter（dust）atlowconcentrations—Manualgravimetricmethod.（ISO12141-2002）[3]（以下简称ISO12141，下同）。

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

（2）Stationarysourceemissions—Manualdeterminationofmassconcentrationofparticulatematter（ISO9096-2003）。

译文：

固定污染源排放——颗粒物质量浓度的手工测定

（3）Testmethodfordeterminationofmassconcentrationofparticulatematterfromstationarysourcesatlowconcentrations（Manualgravimetricmethod）（ANSI/ASTMD6331-98（Re-approvered2005））。

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）

（4）DeterminationoflowlevelparticulatematteremissionsfromStationarySources（USEPAmethod5I）。

译文：

固定污染源排放中低浓度颗粒物测定

（5）Determinationoflowrangemassconcentrationofdust-Part1:

Manualgravimetricmethod[7]（BSEN13284-1:

2002）

译文：

低浓度颗粒物的测定—第一部分：

手工称重法

（6）Methodsofmeasuringdustconcentrationinfluegas（JISZ8808-1995）。

译文：

废气中尘浓度的测量方法

ANSI、ISO以及BSEN都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1.25-3.43cm。

ANSI方法规定了采集颗粒物到滤膜上质量最小比值，并应用空白滤膜和专业的称量技术，方法提出，在进行低浓度颗粒物测定时，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；

ISO和BSEN方法使用了针对低浓度颗粒物的清洗及专业的称量方法，这个过程可以大大降低采样和分析过程中的误差；方法规定测量标准条件下烟气颗粒物质量浓度低于50mg/m3的情况。

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。

USEPA方法适用于测量颗粒物浓度小于50mg/m3，该方法采用47mm的玻璃纤维滤膜收集颗粒物，将滤膜固定在过滤器上，过滤器的重量不超过35g，通过对过滤器整体称重方式，测得结果，该方法采用双路同时采样，使用两路采样结果的相对标准偏差，确保采样数据的高准确度。

因此保证该方法准确度的关键环节是双采样装置、针对低浓度颗粒物的清洗和专业的称量过程。

采样之后颗粒物可能堆积于滤膜上游的采样设备，试验发现，当垃圾焚烧炉采集的气体颗粒物质量浓度约为5mg/m3时，滤膜上游堆积的颗粒物通常占总量的10%-30%。

颗粒物堆积可能与采样设备的设计、烟气颗粒物的性质有关，但目前尚无有效方法将堆积的颗粒物降低到可以忽略的水平。

在ISO12141、BSEN及ANSI方法中规定，测定低浓度颗粒物时，必须回收、称重滤膜上游采集设备上堆积的颗粒物[10,12,14]，滤膜增加的质量与从采样设备上收集的堆积颗粒物质量之和才是烟气样品中所含颗粒物质量。

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。

2.2国内相关标准研究

我国检测固定污染源颗粒物的方法标准有GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》，GB9079-1988《工业炉窑烟尘测试方法》[9]、GB5468-1991《锅炉烟尘测试方法》[10]、HJ/T76-2007《固定污染源烟气排放监测系统技术要求及检测方法》[11]、HJ/T48-1999《烟尘采样器技术条件》[12]。

（1）GB/T16157-1996采用称重方法，它的原理将颗粒物采样枪由采样孔插入烟道，使采样嘴置于测点上，正对气流，等速取样，用玻璃纤维滤筒捕集颗粒物，抽取一定量含颗粒物的气体，计算烟气中颗粒物浓度。

（2）HJ/T76-2007中测量烟尘颗粒物CEMS引用采用GB/T16157-1996对颗粒物测定要求。

（3）HJ/T48-1999中对测定烟道、烟囱及排气筒等固定污染源排气中颗粒物含量的烟尘采样器的研制、生产及认定其技术要求参照了GB/T16157-1996的部分条款。

综合以上内容，国内大部分标准方法均将GB/T16157-1996作为测量固定源颗粒物浓度的依据，该方法测定低于50mg/m3的颗粒物时误差较大，在低浓度颗粒物采样和分析中，无法准确定量，产生的误差降低颗粒物采样准确度，对测定结果产生较大影响，因此制订DB37/XXXX-2014《固定污染源低浓度颗粒物测定方法—重量法》，对我省低浓度颗粒物的测定方法规范具有重要意义。

2.3相关环保标准和环保工作的需要

固定污染源颗粒物监测是我国节能减排重点控制的污染物指标，火电厂执行GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》、锅炉执行GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》、工业炉窑执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》、炼焦炉执行GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》、水泥厂执行GB4915-1996《水泥厂大气污染物排放标准》[及各种固定污染源排放标准中都对颗粒物的标准限值作了明确的规定。

2013年9月1日起，《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376-2013）、《山东省火电大气污染物排放标准》（DB37/664-2013）、《山东省钢铁工业污染物排放标准》（DB37/990-2013）[20]、《山东省建材工业大气污染物排放标准》（DB37/2373-2013）、《山东省锅炉大气污染物排放标准》（DB37/2374-2013）、《山东省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB37/2375-2013）等6项标准在山东省内开始实施,地方标准中将上述各种固定污染源颗粒物排放标准限制重新修订。

目前标准中规定的颗粒物排放限值自2013年9月1日起，火电厂中颗粒物排放限值最低为5mg/m3,最高为30mg/m3，锅炉其中燃煤锅炉、生物质锅炉、水煤浆<7MW（10t/h）锅炉的颗粒物排放限值最高为80mg/m3，焦化工业、钢铁工业、水泥工业等其他行业新建生产线各生产设备（设施）排气筒中的颗粒物允许排放的最高浓度在不同生产过程及不同生产设备中为20mg/m3、30mg/m3、50mg/m3或80mg/m3，因此本标准确定的测量范围满足对现有工业颗粒物排放的监测要求及环境管理的需要。

3标准制订的基本原则和技术路线

3.1标准制订的基本原则

本次标准修订，本着科学性、先进性和可操作性为原则，在原《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）基础上以国家环保总局《关于开展2013年度国家环境保护标准项目实