1陕西省环境监测中心站；2陕西华地勘察设计咨询有限公司
摘要：大气固定污染源颗粒物的排放是造成雾霾天气的主要原因，因此其允许排放限值越来越低。以火电厂颗粒物排放标准为例，2011年发布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）要求火力发电锅炉烟尘颗粒物排放标准限值30mg/m3，重点地区火电厂烟尘排放标准限值20mg/m3。2015年12月2日，总理李克强在国务院常务会议上明确了一项治理雾霾的“硬任务”：在2020年前，对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，对落后产能和不符合相关强制性标准要求的，要坚决淘汰关停。这一任务对燃煤电厂提出了更高的排放要求，火电厂全面进入了超低排放改造阶段，实施超低排放要求燃煤机组的大气主要污染物排放限值标准低于现行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），接近或达到天然气燃气机组的排放标准。这意味着颗粒物排放标准又进一步提高，颗粒物排放不超过10mg/m3。随着全国超低排放改造项目的实施，国内的除尘器生产厂家、脱硫环保公司在环境污染治理技术上不断进步，已在超低排放改造工程的实施上能完全满足和达到超低排放的工艺要求，同时也对颗粒物排放的在线监测提出了更高要求。基于此，本文将主要对低浓度颗粒物监测方法应用及相关问题进行分析研究。
关键词：低浓度颗粒物；监测方法；固定污染源
1固定污染源废气颗粒物测定方法应用范围
我国出台新标准，规定颗粒物测定方法主要适用于不同形式的燃煤、燃油、燃气锅炉等固定污染源废气颗粒物测定中，如果测定所得结果在 50mg/ m3以上的时候，则表述为＞50mg/m3，数据应用价值不大，需要借助《固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法》对其进行重新测定。但是，对其进行实际监测过程中，适用于哪一个标准，从开始就不容易确定。因此，要求相关部门对其进行进一步调查和采样，并且承重计算，最终获得准确结果是否在 50mg/m3以下。我国环保部出台了《固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法》的修改单中，作出下列规定：技术人员对固定污染源排气中颗粒物浓度进行测定过程中，若浓度在 20mg/m3以上，但是不超过 50mg/m3，该标准适用。
2低浓度颗粒物监测方法
2.1重量法
重量法是监测固体颗粒物浓度的主要方法，因为监测的数据结果精确度较高，而且受到颗粒物的形状、颜色、分布等的影响较小，同时投入成本较低，并不需要太过精密的实验仪器设备，对监测的技术手段要求都较低。但重量法也有其缺点，在采样时，容易受到一些外在因素的影响，如现场测孔的位置的改变、烟道湿度的不同等，都会让重量法监测的精度出现偏差。另外，重量法需要对污染源进行采样收集、称重等步骤，其过程较为繁琐。
2.2直接抽取前向散射法
直接抽取前向散射法是将烟道中烟气抽取后，在后端通过加热腔对抽取的样气进行高温加热，最终使用前向散射原理的烟尘仪对烟气颗粒物进行测量。适用于烟气湿度不大的工况，因为加热腔之前的采样管路及部件是不加热的，插入烟道的采样部分直接将水和气一同抽入取样路径中，含粉尘的样气进入加热腔加热后到测量池进行测量。如果应用于湿度较高的工况，测量稳定性不高。
2.3光学散射法
测量原理：光源发出的光线定向地朝着颗粒物射去时，颗粒物又散射光线，从而改变了入射光的方向，在一定角度范围内光敏器件接收散射光的强度，散射光集聚接受转换成电信号，计算出粉尘浓度。散射光的强度与颗粒物的粒径、折射率、形状、入射光的波长以及散射角度等因素有关。
3重量法中影响测量精度的常见问题
3.1在采样中出现影响测量精度问题
由于重量法的采样需要利用滤筒，因此在使用滤筒时容易出现问题。目前使用的滤筒多用刚玉、石英纤维、混合纤维素、玻璃纤维、四氟乙烯等材料制成，使用过程中，由于材料的原因，将会出现热损失，给测量结果带来不利影响；也有因为烟气中的成分与滤筒材料发生化学反应，影响了测量结果的精确性。另外，滤筒的机械强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐压、耐湿等特性并不满足滤筒负载量变化在重量法中的要求，以至对测量精度产生影响。如采集的浓度较低，需要加大采气量，此时滤筒的机械强度如果不够，将会因颗粒物速度过快而穿破滤筒。
如果采样中含有硫酸雾、氯化氢等气体，在测量时发现滤筒偏硬，则可能滤筒中附着着碱液或硫酸盐。可以对滤筒加水稀释搅拌溶解，测量稀释液的pH值和电导率。如果pH值大于7，则有说明滤筒中有碱液存在；如果电导率明显偏大，则说明滤筒中有硫酸盐存在。在采样前，需要对采样嘴进行清洁，避免污染物附着在采样嘴上，导致滤筒口被污染进而造成测量时的误差。但在常规监测时，如果任务过多，采样前不断对采样嘴进行清洁，这回使采样工作的步骤过于繁琐，不便在现场及时操作。如现场没有可以提供洗脱的空间，也容易带入颗粒物，影响后续的测量结果。采样的废气中如果含有大量水分，将会对采样造成干扰。废气中如果水分较多，在较高的温度下呈现气体状态。当进行采样时，水气会遇冷凝结，附着在采样嘴和滤筒上，对采样非常不利。而且附着的水分还可能融入低浓度颗粒物，对后续的称量造成影响。
3.2在称重过程中出现影响测量精度的问题
在采集样品过程中，由于使用的滤筒并不能完全一致，导致滤筒之间也存在着差距；且滤筒的自重较大，在对颗粒物进行采集时，难以确定准确的采样量，导致称量时的准确度会受到一定的影响。由于称重法在监测颗粒物浓度时需要经过准备、采集、测量等多个阶段，整个过程不能再很快完成，有时会经历几天的时间，如果存在气温、湿度、气压等的影响，将会干扰到称重测量结果的精确性。另外，测量天平在测量时也难以做到完全精确，很容易产生称量误差，因此低浓度颗粒物的称量结果会在一定程度上受到干扰。
4有效解决重量法影响测量精度问题的措施
4.1选择采样滤膜
对滤膜进行选择，气体检测中十分重要。滤膜材质不能吸收废气，或者不能和废气当中的气态化合物之间产生反应，对于最大采样温度而言，需要保障其具有较高的热稳定性，以防止出现质量损失。这种情况下，可以选择石英材质或者聚四氟乙烯材质的滤膜。而对于低浓度颗粒物，在采样过程中，滤膜需要使用特殊加工的滤膜，同时借助滤膜网防止滤膜介质发生损失，从而保障采样流量足够稳定和均匀。
4.2采样过程加热
采样时，应该按照仪器的操作方法平行自动采样。采样过程中，应该保持采样嘴的吸气速度和测定点的气流速度应相等，尽量减小误差。为了防止采样的废气中含有水分对采样的干扰，采样全程需要进行加热，以清除所采样品中的水分。开启采样头固定装置上的加热功能，保持均匀加热，温度应该在110℃以下，避免对采样造成干扰。
结语：
随着人们对环保意识在逐步增强。对于固体颗粒污染物的监测和分析，能够对治理环境污染起到有效的作用。现阶段采用的重量法对低浓度颗粒物的监测依然存在一定的问题，导致测量精度存在一定的偏差。因此，需要采取有效手段提升重量法的监测精度，为控制和治理环境问题提供有效帮助。
参考文献
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