近日,北极星节能环保网从北京市环保局获悉,关于征求北京市地方标准《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》(征求意见稿)意见的函已经下发。征求意见稿对VOCs监测的范围、方法等做了详细的规定。详情如下:
北京市环境保护局关于征求北京市地方标准《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》(征求意见稿)意见的函
各有关单位:
按照《北京市清洁空气行动计划》有关要求,根据北京市质量技术监督局《2015年北京市地方标准制修订项目计划》,我局组织起草了北京市地方标准《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》(征求意见稿)。按照《北京市地方标准管理办法》的要求,现公开征求意见。
请将意见填入“意见反馈表”,于2016年9月2日前,以电子邮件和书面方式反馈我局。如没有意见也应复函说明。涉及修改重要技术指标时,应附上必要的技术数据。逾期未复函的按无意见处理。
北京市环境保护局
2016年8月4日
(联系人:邬晓东,高喜超;联系电话:68717294,68428670;传真:68481400,68428670;E-mail:kjchu@bjepb.gov.cn)
《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》(征求意见稿)
前 言
本标准为推荐性标准。
本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草。
自标准实施之日起,北京市固定污染源排放废气中挥发性有机物(VOCs)的监测按本标准执行。
本标准由北京市环境保护局提出并归口。
本标准由北京市人民政府与201***月**日批准。
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:
引 言
为改善区域大气环境质量,保护人体健康和生态环境,加强北京市固定污染源挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)的监督管理,规范挥发性有机物的检测技术要求,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和《北京市大气污染防治条例》等法律、法规,制定本规范。
固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范
警告:挥发性有机物属易燃物质,其中部分属有毒物质,配制标准样品和保存时应注意安全。在有可能发生爆炸的环境采样时,要特别注意采样仪器和操作的安全性。
1范围
本标准规范了北京市固定污染源废气中挥发性有机物(以下简称VOCs)检测过程中的项目确定、监测方法选择、样品运输与保存、数据处理、质量保证和质量控制要求等技术内容。
本标准适用于北京市固定污染源VOCs的有组织和无组织排放监测,不适用于泄漏和敞开液面排放挥发性有机物的检测。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
HJ/T1气体参数测量和采样的固定位装置
HJ/T38固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法
HJ/T55大气污染物无组织排放监测技术导则
HJ/T397固定源废气监测技术规范
HJ/T373固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范(试行)
HJ644环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法
HJ583环境空气苯系物的测定固体吸附/热脱附-气相色谱法
HJ584环境空气苯系物的测定活性炭吸附/二硫化碳解析-气相色谱法
HJ732固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法
HJ734固定污染源废气挥发性有机物的测定固定相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法
DB11/1195固定污染源监测点位设置技术规范
DB11/****固定污染源废气甲烷/总烃/非甲烷总烃的测定氢火焰离子化检测器法
GB3836.1~15爆炸性气体环境用电气设备系列标准
3术语和定义
DB11/501-2007界定的以及下列术语和定义适用于本标准。为了便于使用,以下重复列出了DB11/501中的一些术语和定义。
3.1挥发性有机物volatileorganiccompounds
参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。
3.2非甲烷总烃Non-methaneHydrocarbons
在HJ/T38规定的条件下,使氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外的碳氢化合物及其衍生物的总和(以碳计)。简称“NMHC”。
3.3标准状态standardstate
指温度为273K,压力为101325Pa时的状态,简称“标态”,本标准规定的大气污染物排放浓度均指标准状态下干烟气中的数值。
4测定项目的确定
挥发性有机物的测定项目分综合项目、特征项目,挥发性有机物的检测流程见附录D。
4.1综合项目
综合项目是指非甲烷总烃(NMHC)或总烃,是评估固定污染源排放挥发性有机物状况的综合性检测项目。
4.2特征项目
特征项目是指行业标准、综合标准或环境管理要求监测的特征有机污染物,确定测定项目时应选取原则如下:
4.2.1强制性原则
特征项目应根据固定污染源所属行业,优先依据北京市相关行业标准、综合排放标准选择测定项目,若国家标准与地方标准测定项目不一致的,应增加国家排放标准的测定项目。
4.2.2代表性原则
测定项目应具有代表性,应根据固定污染源使用原料、产品或稳定中间产物中挥发性有机物种类及其排放特征,优先选择浓度较高、毒害较大、排放量大和反应活性高的有机物作为测定目标化合物。
4.2.3一致性原则
同一行业或同类型固定污染源的目标化合物选择应尽量保持一致。
5监测方法的选择
5.1测定项目分析方法的选择原则
挥发性有机物测定项目的分析方法选择次序及原则如下:
5.1.1标准方法(即仲裁方法):按环境质量标准或污染物排放标准中选配的分析方法或新发布的国家标准、行业标准或地方标准方法进行选择。
5.1.2等效方法:等同采用由国际标准化组织(简称ISO)或其他国家环保行业规定或推荐的标准方法。
5.2非甲烷总烃或总烃的监测方法
非甲烷总烃或总烃的标准监测方法见附录B,国家或北京市再行发布的空气和废气非甲烷总烃或总烃分析方法同等选用,监测方法选用和监测安全要求如下:
5.2.1采样或监测现场区域为非危险场所,应优先选择现场检测法;
5.2.2采样或监测现场区域为有防爆保护安全要求的危险场所,根据危险场所分类选择现场采样、监测用电气设备的类型,选用防爆电气设备的级别和组别应按照GB3836.1中规定执行,若不具备现场测试条件的,应采样后送回实验室分析。
5.2.3采样或监测现场区域的危险分类或防爆保护要求未明确的,应尽量使用本质安全型(ia或ib类)监测设备开展采样或检测工作。
5.2.4在固定污染源采集的气袋样品,现场直接测试时,进气时间超过仪器响应时间后,连续测量并记录至少3分钟的平均值作为测试结果;实验室分析时应平行测试三次,其相对偏差应小于30%,计算其平均值作为小时浓度,否则应重新测试。对于瞬时采集样品,每个样品测试一次,将其3-4次平均值作为其小时浓度。
5.2.5使用气袋在高温、高湿、高浓度排放口采集样品时,为减少挥发性有机物在气袋内凝结、吸附对测试结果的影响,分析测试前应将样品气袋避光加热并保持5分钟,待样品混合均匀后再快速取样分析,气袋加热温度应比废气排放温度或露点温度高10℃,但最高不超过120±5℃。
5.3特征项目的监测方法
特征有机污染物的监测方法标准见附录C,北京市地方排放标准中苯系物监测方法按附录A中方法执行,国家排放标准中苯系物(不包括三甲苯)的监测方法按附录C中执行。
6采样技术要求
固定污染源现场监测方案的制定、监测条件的准备、对污染源的工况要求应符合HJ/T397的有关规定。
6.1有组织排放
6.1.1采样点位布设
6.1.1.1有组织废气排放源的采样点位布设,符合GB/T16157和HJ/T397的规定。应取靠近排气筒中心作为采样点,采样管线应为不锈钢、石英玻璃、聚四氟乙烯等低吸附材料,并尽可能短。
6.1.1.2当对固定污染源VOCs废气排放进行验收监测、监督性监测时,应优先选择排放浓度高、废气排放量的排放口及其排放时段。若1个污染源多个排放口的工艺过程、原料来源、污染物种类、治理方法都相同且4个以上,验收监测或监督性监测时可采用简单随机法选取被抽测的排气筒或排放口,随机抽取的采样点应不少于50%,每个排气筒编上号码,随机抽取排气筒编号,抽中的即为抽检采样点。
6.1.2采样口及采样平台
有组织废气排放源的采样口和采样平台设置应符合DB11/1195的规范要求。
6.1.3采样频次及时段
6.1.3.1连续有组织排放源,其排放时间大于1小时的,应在生产工况、排放状况比较稳定的情况下进行采样,连续测试或采样时间不少于20分钟,气袋采气量应不小于10升;或1小时内以等时间间隔采集3-4个样品,其测试平均值作为小时浓度。
6.1.3.2间歇有组织排放源,当生产为间歇过程且排放时间不足20分钟时,应在排放时间段内恒流采样,采样时间与间歇生产启停时间相同,可根据工况增加采样流量或连续采集2-4个排放过程,采气量不小于10L;或在排放时段内采集3-4样品,计算其平均值作为小时浓度。
6.1.3.3对于有机物储罐类排放采样,应在其加注、输送相对集中时采样;在测试VOCs处理效率时,应避免在装置或设备启动等不稳定工况条件下采样。
6.1.3.4当对污染事故排放进行监测时,应按需要设置采样频次及时段,不受上述要求限制。
6.1.4采样器具
6.1.4.1使用气袋采样应按照HJ732中的技术规定执行。
6.1.4.2使用吸附管采样应按照测定方法标准规定的采样方法执行,并符合HJ/T397中的质量控制要求。
6.1.4.3使用真空瓶或注射器采样时,应按照测定方法规定的采样方法执行,并符合HJ/T397中对真空瓶或注射器采样的质量控制要求。
6.1.5样气采集
6.1.5.1若排放废气温度与车间或环境温度差不超过10℃,为常温排放,采样枪可不用加热;否则为非常温排放,为防止高沸点有机物在采样枪内凝结,采样枪需加热(有防爆安全要求除外),采样枪前端的颗粒物过滤器应为陶瓷或不锈钢材质等低VOCs吸附材料,过滤器、采样枪、采样管线加热温度应比废气温度高10℃,但最高不超过120℃。
6.1.5.2使用气袋法采样方法应按照相关方法标准中的规定执行,采集的样气量应不大于气袋容量的80%。
6.1.5.3当废气中湿度较大时,应在采样枪后增加一个脱水装置,然后再连接采样袋,按GB/T16157中9.3.3节要求执行,脱水装置中的冷凝水应与样品气同步分析,水中有机物含量计入到样品中。
6.1.5.4排气筒中VOCs质量浓度较高时,应优先用仪器在现场直接测试,使用吸附管采样时可适当减少吸附管的采样流量和采样时间,控制好采样体积,第二级吸附管吸附率应小于总吸附率的20%,否则应重新采样;当测定项目使用的分析方法灵敏度较高时,可用气袋、吸附管、真空瓶或注射器采样后直接分析。
6.1.5.5特征项目有机污染物的采样方法、采气量应按照其标准方法的规定执行,方法中未明确规定的,验证后可用气袋、采样罐或吸附管采样后分析,验证方法按HJ732中规定执行。
6.1.6安全防护要求
固定污染源挥发性有机物的现场采样和检测工作环境中可能存在爆炸性或有毒有害有机气体,现场监测人员应做好安全防护工作。
6.1.6.1污染源单位应向现场检测或采样人员详细说明处理设施及排放源附近所有可能的安全生产问题,必要时应进行现场安全生产培训。
6.1.6.2现场采样或测试时应严格执行现场作业的有关安全生产规定,若现场监测区域为有防爆要求的危险场所,固定污染源企业应为检测人员提供相关报警仪,并安排安全员负责现场指导,确保采样操作和仪器符合安全要求。
6.1.6.3采样或检测人员应正确使用各类个人劳动保护用品,尽量在从采样口的上风向进行采样或检测。
6.2无组织排放
6.2.1采样点位布设
6.2.1.1厂界无组织排放监控点的数目和设置,按HJ/55执行。
6.2.1.2生产设施(车间)在带有集气系统的密闭工作间内完成,无组织排放监控点设置在密闭工作间(厂界)外1米,最低高度1.5米处,监控点的数量不少于3个,并选取浓度最大值。
6.2.1.3生产工序未在密闭工作间内完成,无组织排放监控点设置在生产设备外1米,最低高度1.5米处,监控点的数量不少于3个,并选取浓度最大值。
6.2.2采样频次及时段
6.2.2.1连续无组织排放源,使用气袋或采样罐采样时应恒流采样20分钟以上,气袋采气量应不小于10升;使用吸附管采样时应恒流采样45分钟以上;或者在1小时内以等时间间隔采集3个以上样品,计平均值作为小时浓度。
6.2.2.2间歇无组织排放源应在排放时段内连续采集2-4个间歇生产过程,或者在排放时段内实行连续恒流采样1个样品作为平均浓度;
6.2.2.3对无组织排放的采样,有条件时应优先使用内壁经惰性化处理的采样罐,采样罐的清洗和采样、真空度检查、流量控制器安装与气密性检查应按照HJ759中的规定执行。
6.2.2.4当无组织排放或厂界的VOCs质量浓度较低时,可适当延长吸附管采样时间;分析方法灵敏度高,可适当减少采样时间;采样量(体积)应不低于相关标准中方法检出限的采样体积;浓度较高时可适当减少吸附管的采样流量和采样时间。
7样品的运输和保存
7.1气袋,对于用气袋法采集好的样品应低温或常温避光保存。在采样现场样品必须逐件与样品登记表、样品标签和采样记录进行核对,核对无误后分类装箱。运输过程中严防样品的损失、受热、混淆和粘污。样品应尽快送到实验室,样品分析应采样后在8个小时内完成;最迟不应超过24小时,应记录好采样、交接、分析时间。
7.2吸附管,用吸附管采样后,立即用密封帽将采样管两端密封,4℃避光保存,7日内分析。
7.3采样罐,在常温下保存,采样后尽快分析,20天内分析完毕。
7.4注射器,采样结束后,立即用内衬聚四氟乙烯的橡皮帽密封,避光保存,应当天分析完毕。
7.5冷链或常温运输的样品应在实验室内恢复至常温或加热后再行测定。
8结果与计算
8.1VOCs污染物的排放浓度应折算为干基标准状态,“排放浓度”计算方法见HJ/T38、GB16157等相关技术标准要求。
8.2报出数据的有效数字的计算修约规则按GB/T8170执行。
8.3平行样的测定结果用平均数表示,低于分析方法检出限的测定结果以“未检出”报出。
分析测量出的VOCs污染物排放浓度应按照污染物排放标准中的浓度限值计算基准进行换算,以综合项目非甲烷总烃或总烃为例,其浓度计算基准主要有以碳计、以甲烷计和以丙烷计三种,换算公式如式(1)、(2)所示,换算系数见表1,其他污染物浓度计算基准之间换算方法同上。
转换公式:
(1)
式中:为以碳计的有机污染物浓度,(mg/m3)
为换算系数
为以甲烷计的有机污染物浓度,(mg/m3)
(2)
式中:为碳的分子量
为甲烷的分子量
表1非甲烷总烃或总烃的浓度转换系数表
9质量保证与质量控制
9.1固定污染源挥发性有机物监测的质量保证与质量控制应按照HJ/T373、HJ397中规定执行。
9.2采样前应严格检查全部采样系统的密封性,泄露检查方法和标准按照HJ732中5.2.2节要求执行,或者系统漏气量不大于600ml/2分钟。
9.3每批样品均需建立标准或工作曲线,标准或工作曲线的相关系数应大于0.995,校准曲线应选择3~5个点(不包括空白)。
9.4测定VOCs的特征项目时,每10个样品或每批次(少于10个样品)至少采集一个平行样品,平行样品的相对偏差应小于30%,分析方法标准中要求低于30%的按标准要求执行;每批样品至少有一个全程序空白样品,若其浓度水平应小于10%的样品浓度,否则应重新采样;每批样品分析前至少分析一次实验室空白,空白分析应小于方法检出限;每批样品至少有一个质控样品分析,分析结果的相对偏差应小于10%
9.5现场检测分析时,分析仪器预热稳定后,应在分析前测定1个空白,并用标准气体至少单点校准一次,分析后再校准一次,并记录在原始记录中。
9.6采样枪、过滤器、采样管、气袋、采样罐和注射器等可重复利用器材,在使用后应尽快充分净化,先用空气吹扫2-3次,再用高纯氮气吹扫2-3次,经净化后的采样管、气袋、采样罐和注射器等器具应保存在密封袋或箱内避免污染。在使用前抽检10%的气袋、采样罐等可重复利用器材,其待测组分含量应不大于分析方法检出限或标准限值的2.5%,抽检合格方可使用。
9.7送实验室的样品应及时分析,在规定的期限内完成;留样样品应按测定项目标准监测方法规定的要求保存。
9.8采样期间应保持流量恒定,波动不大于10%,采样前后应对采样流量计进行校验,其相对误差应小于5%,如果大于5%,但小于20%,可用它们的平均值计算总采样体积;否则应重新校准并重新采样。
附录A
(规范性附录)
固定污染源废气苯系物的测定气袋采样-气相色谱质谱法
警告:实验中所使用标准品为易挥发的有毒化学品,应在通风条件下使用,操作应按规定
要求佩戴防护器具,避免吸入或接触皮肤和衣物。
A.1适用范围
本方法规定了测定固定污染源废气中苯系物的气袋采样-气相色谱质谱分析方法。
本方法适用于固定污染源有组织和无组织排放废气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异丙苯、苯乙烯、1,3,5-三甲苯、1,2,4-三甲苯和1,2,3-三甲苯的测定,若通过验证本方法也可适用于其它挥发性有机物的测定。
当取样量为400mL时,本方法在采用选择离子扫描方式下的检出限为0.05μg/m3-0.69μg/m3,测定下限0.21μg/m3-2.78μg/m3。
A.2规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
HJ/T194环境监测质量手工监测技术规范
HJ732固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法
A.3方法原理
使用真空箱、抽气泵等设备将经固定污染源排气筒排放的废气直接采集并保存到化学惰性优良的氟聚合物薄膜气袋中,然后进行样品预浓缩,除去水及惰性气体后,进入气相色谱分离,用质谱检测器进行检测。通过质谱图和保留时间进行定性,用内标法定量。
A.4干扰及消除
A.4.1实验室环境,应完全远离有机溶剂,保证没有有机溶剂和其它挥发性有机物的本底干扰。
A.4.2进样系统、预浓缩系统中气路连接材料挥发出的挥发性有机物会对分析造成干扰。适当升高、延长烘烤时间,将干扰降至最低。
A.4.3所有样品经过的管路和接头,均需保温,以防止污染。
A.4.4易挥发性有机物(尤其是二氯甲烷和氟碳化合物)在运输保存过程中可能会经阀门等部件扩散进采样袋中,从而污染样品。样品采集结束后,须确认阀门完全关闭,隔绝外界气体,可有效降低此类干扰。
A.5试剂和材料
A.5.1氦气:≥99.999%。
A.5.2高纯氮气:≥99.999%。
A.5.3高纯空气:≥99.999%。
A.5.4混合标准气(有证标准物质):11种苯系物标气的浓度为1ppmv。高压钢瓶保存,钢瓶压力不低于1.0MPa。
A.5.5混合标准使用气:使用气体稀释装置(6.6),将混合标准气(5.4、5.5),用高纯氮气稀释至10ppbv浓度。
A.5.6内标混合气标准气(有证标准物质):各组分浓度为1ppmv。高压钢瓶保存,钢瓶压力不低于1.0MPa。组分分别为:一溴一氯甲烷、1,2-二氟苯、氯苯-d5。在满足方法要求且不干扰目标化合物测定的前提下,也可使用其他内标。
A.5.7内标使用气:使用气体稀释装置(6.6),将内标混合标准气(5.7),用高纯氮气(5.2)稀释至100ppbv浓度。
A.5.84-溴氟苯(BFB)溶液:ρ=50.0mg/L。
A.5.94-溴氟苯标准气体:浓度为1ppmv,与内标混合标准气体混合在一起,高压钢瓶保存,钢瓶压力不低于1.0MPa。
A.5.104-溴氟苯标准使用气体:使用气体稀释装置(6.6),将4-溴氟苯标准气体(5.10),用高纯氮气(5.2)稀释至50ppbv浓度。
A.5.11液态氮。
A.5.12去离子水。
A.6仪器和设备
A.6.1气相色谱-质谱联用仪:气相部分具有分流、不分流进样口和程序升温功能,可配备柱温箱冷却装置。质谱部分具有70eV电子轰击(EI)离子源,具有选择离子(SIM)扫描、自动/手动调谐、谱库检索等功能。
A.6.2气体预冷浓缩装置:至少具有二级冷阱功能:其中第一级冷阱用于去除样品中水、氧气、氮气;第二级冷阱用于捕集浓缩挥发性有机物及去除二氧化碳;若采用具有冷冻聚焦功能的第三级冷阱,可有效减少极易挥发目标物损失,改善色谱峰形,提高灵敏度。气体预冷浓缩装置与气相色谱-质谱联用仪连接管路均使用惰性化材质,并至少能在50℃~150℃范围加热。气体预冷浓缩装置并具有自动定量取样及自动添加标准气体、内标功能。
A.6.3毛细管色谱柱,柱长为60m、内径为0.25mm,膜厚1.4μm(固定液为6%腈丙基苯、94%二甲基聚硅氧烷),或其他等效毛细管色谱柱。
A.6.4自动进样器:可实现采样气袋样品自动进样。
A.6.5采样装置,参考HJ732中设备和材料。
A.7样品采集与保存
样品采集应参照《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》(HJ732)的相关规定执行。将采集好的气袋样品在室温条件下,避光保存,24h内分析完毕。对于浓度较高的污染源样品可适当进行稀释后再进行分析。
A.8分析步骤
A.8.1制备
A.8.1.1混合标准使用气体配制
混合标准使用气体浓度为10ppbv:将混合标准气(5.4)标气钢瓶及高纯氮气(5.2)钢瓶与气体稀释装置连接,设定稀释倍数,打开钢瓶阀门调好两种气体的流速并平衡几分钟后,取预先清洗好并抽好真空的气罐连在气体稀释装置上,打开气罐阀门并使稀释好的标气冲入气罐中,待气罐压力达到预设值1.725kPa(25psig)后,关闭气罐阀门以及钢瓶气阀门。
A.8.1.2内标使用气配制
内标使用气体浓度为100ppbv。将内标标准气体(5.7)按8.1.1步骤配制而成。
A.8.1.3实验室空白
使用高纯空气(5.3)或高纯氮气(5.2)为空白气,配制入空白气袋中,进行空白分析。
A.8.2仪器调试
A.8.2.1气体预冷浓缩装置与气相色谱-质谱仪的连接
在气相色谱-质谱仪进样口电子流量/压力控制器后将载气与气体预冷浓缩装置相连接,使载气经电子流量/压力控制器后,依次通过气体预冷浓缩装置、传输线,与毛细管色谱柱直接连接。
A.8.2.2气体预冷浓缩装置参考分析条件
取样体积400mL。(可按样品浓度在50mL~1000mL范围调整)。
一级冷阱:捕集温度:-150℃;捕集流速:100mL/min;解析温度:10℃;阀温:100℃;烘烤温度:150℃;烘烤时间:15min。
二级冷阱:捕集温度:-30℃;捕集流速:10mL/min;捕集时间:5min;解析温度:180℃;解析时间:2.5min;烘烤温度:190℃;烘烤时间:15min。
三级聚焦:聚焦温度:-160℃;解析时间:3min;烘烤温度:200℃;烘烤时间:5min。传输线温度:100℃。
A.8.2.3气相色谱参考分析条件:
程序升温:35℃(5min)5℃/min150℃(7min)10℃/min200℃(4min)
进样口温度:140℃。
溶剂延迟时间:4.8min。
载气流量(ml/min):1.9。
注:不同型号仪器的最佳工作条件不同,应按照仪器使用说明书进行操作。本标准给出了仪器参考条件。
A.8.2.4质谱参考分析条件:
接口温度(℃):250°C。
离子源温度(℃):230°C。
扫描方式:EI(全扫描)或选择离子扫描(SIM)。
扫描范围:35~300amu。
A.8.3校准
A.8.3.1仪器性能检查
在开始系统分析之前,应采用BFB(4.8)方式对质谱进行调谐。仔细检查调谐报告,对轮廓图中峰形、同位素峰分离情况、EM电压,及质谱图中峰数目、基峰的绝对丰度、水和空气峰相对于质核比(m/z)为69的离子的比例,以及质量分配、相对丰度和同位素比等评价指标进行核查。其中,要求轮廓图中半峰宽PW50在0.55要求轮廓之间;质谱图中峰的个数小于200,较低的水峰和氮峰,应小于10%。BFB样品质谱图中主要离子及其丰度应满足BFB评价要求。评价标准参见表A-1。
表A.1BFB关键离子丰度标准
A.8.3.2绘制标准曲线
在仪器维修、换柱或连续校准不合格时需要重新绘制标准曲线。
分别取不同体积混合标准气体(5.5)进行标准曲线绘制,标准曲线至少使用5个点,各点浓度(体积分数)分别为1.25、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0ppbv(可根据实际样品情况调整)。标准曲线中每个点均加入内标(5.7),内标浓度为10.0ppbv。
A.8.4测定
将制备好的样品,连接至气体预冷浓缩装置,取400mL样品浓缩分析,同时加入内标,按照仪器参考条件进行测定。
A.8.5空白试验
将制备好的实验室空白,连接至气体预冷浓缩装置,取400mL样品浓缩分析,同时加入内标,按照仪器参考条件进行测定。
A.9结果计算与表示
A.9.1定性
目标化合物的定性主要是通过目标组分的保留时间和产生主要离子的质荷比(M/Z)定性。判定样品中是否存在目标化合物,要同时满足保留时间和特征离子碎片(定量离子和辅助定量离子与标准品匹配。
A.9.2定量
采用内标法定量,在能够保证准确定性检出目标化合物时,可选用选择离子(SIM)采集定量。
A.9.3计算
样品中目标化合物的含量(mg/m3),按照下列公式进行计算
式中:ρ—目标化合物浓度,mg/m3;
Ax—目标化合物特征离子峰面积;
AIS—化合物特征离子峰面积;
ϕis—内标化合物浓度,ppbv;
RF—平均相对响应因子,无量纲;
Vex—样品提取液体积,mL;
Df—稀释倍数,无量纲;
p0—标准状态大气压力,kPa;
p—环境大气压力,kPa;
t—环境摄氏温度,℃;
M—目标化合物分子量,g/mol。
当取样体积为400mL时,,选择离子扫描模式下,方法检出限和测定下限见表A-2。
表A.2附录A方法的检出限和测定下限
附录B
(资料性附录)
固定污染源废气非甲烷总烃或总烃标准监测方法表
表B.1固定污染源废气非甲烷总烃或总烃标准监测方法表
附录C
(资料性附录)
固定污染源废气特征项目标准监测方法表
表C.1固定污染源废气特征项目标准监测方法表
附录D
(资料性附录)
固定污染源废气中挥发性有机物的检测流程
图D.1固定污染源废气中挥发性有机物的检测流程图
1 标准基本情况
1.1 任务来源
为深入贯彻落实市委市政府加强环境建设,改善空气质量,保障民众健康的要求,适应全市经济发展和环境保护工作的需要,加强全市VOCs排放控制,北京市制定并实施了《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》,该计划将挥发性有机物纳入总量控制,并制定减排核算细则;2014年3月1日,《北京市大气污染防治条例》正式实施,增加防治挥发性有机物污染;2015年3月,北京市环保局2015年环保工作要点中明确要求开征挥发性有机物排污费。2010年以来,北京市先后发布了《印刷行业挥发性有机物排放标准》、《工业涂装工序大气污染物排放标准》等多个地方标准,进一步增加了有机污染物控制种类,降低了VOCs的排放限值。但是在对固定污染源挥发性有机物的监测中,在项目确定、监测方法选择、样品运输与保存、数据处理、质量保证和质量控制等技术要求方面存在不系统、不规范等的问题,导致VOCs监测数据差异明显,为规范挥发性有机物的检测技术要求,提高数据的代表性、可比性、准确性和可靠性,北京市环境保护局于2015年2月下达了制定《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》的计划任务,由北京市环境保护监测中心负责相关研究和制定工作,监测技术规范主要内容包括固定污染源有组织排放监测和无组织排放源监测两部分,但不适用于泄漏和敞开液面排放挥发性有机物的检测。
1.2 工作过程
项目下达后,北京市环境保护监测中心成立了标准编制组。标准编制组制定了标准制定的技术路线如图1-1所示,编制组结合日常监测工作经验,同时选择典型排放企业调研污染排放现状、污染防治技术和防治水平,对国内外现有的固定污染源废气的VOCs监测分析方法进行了认真的比对分析和研究,并组织召开了多次专家研讨会,对《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》框架及标准内容进行研讨,在此基础上形成目前的标准草案及其编制说明。
2015年2月:北京市环境保护监测中心递交了课题申请书、签署合同。项目组成立并启动。
2015年3月:资料收集和整理。标准编制课题组查阅了ISO、美国、欧盟、日本等国家和地区对废气中挥发性有机物监测分析方法等方面的法规、标准和技术规范,调研了6种国际上主要的现场VOCs监测仪器。课题实施方案大纲制定,讨论并确定课题技术路线。
2015年4月:开展VOCs污染源现场调研及。调研企业包括康宁显示科技(中国)有限公司、中芯国际集成电路制造(北京)有限公司、北京京东方光电科技有限公司、北京奔驰汽车有限公司等。针对采样方法、样品保存、现场检测仪等关键技术要求制定并落实比对实验方案。
2015年5月-8月:开展典型工艺废气不同监测方法的比对监测——为了解不同监测方法的差异,选择上述2家有代表性企业开展现场监测工作,监测项目包括非甲烷总烃、部分VOCs组分等。在此基础上形成规范(草案)及编制说明起草
2015年9月:内部征求意见及修改,形成规范(一次讨论稿)
2015年10-12月:征求部分专家意见,邀请专家介绍日本相关标准JIS B7897:2008,并根据专家意见补充了采样时间代表性实验,经修改后形成规范(二次讨论稿);
2016年5月:基本完成规范的编写。进一步完善规范及编制说明。
2016年6月上旬:征求意见前专家讨论会,经修改后形成规范(征求意见稿)
2016年7月:编制征求意见稿
2 标准编制的必要性和意义
挥发性有机化合物( volatile organic compounds,VOCs) 是指在常温常压下,具有高蒸气压、易挥发的有机化学物质总称,含碳原子数一般不超过9个,主要包括脂肪族和芳香族的各种烷烃、烯烃、含氧烃和卤代烃等,如苯、甲苯、二氯甲烷、甲醛和乙酸乙酯等。 VOCs 一般具有较强的刺激性和毒性,部分具有致畸、致癌、致突变作用,相当一部分有恶臭、易燃易爆等特性。VOCs 中有些化学活性很强,是引起光化学烟雾的因子之一,卤代烃类VOCs 可破坏臭氧层,引起温室效应等全球性环境问题,工业、生活排放的大量VOCs 对人体和生物健康、生态环境都产生了极大的影响。
2.1标准编制的必要性
2.1.1编制VOCs监测技术规范是治理北京市PM2.5和臭氧污染的需要
2015年北京市超标日首要超标污染物细颗粒物(PM2.5)占64%,臭氧(O3)占31%,NO2浓度超过国家标准25%。VOCs和氮氧化合物发生光化学反应,形成光化学烟雾,生成二次有机气溶胶(SOA)颗粒和臭氧。在华北地区VOCs已成为影响区域复合大气污染的重要前体物和参与物,并起着关键作用。京津冀区域已经对典型行业、大气固定源和无组织等情况下的VOCs排放进行了规定,涉及的VOCs主要有苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、二甲基甲酰胺(DMF)、酚类、甲醛、乙醛和VOCs总量等。实现VOCs总量减排必须依靠准确的监测数据,但是现有的VOCs监测标准方法难以满足各行业排放标准对VOCs的监测需求,科学准确的监测数据是所有标准有效执行的前提和基础,也是VOCs总量减排、排污收费等政策落实的技术基础,但是目前国家尚未发布相关的监测技术规范,污染源排放VOCs的监测技术规范零散分布在各类监测方法标准中,由于VOCs的组分复杂、活性强等化学特性,使得原有的主要用于SO2、NOx等常规污染物监测的监测技术规范难以满足VOCs的监测质量要求。因此,制定VOCs监测技术规范是实现VOCs总量减排,尽快治理北京市PM2.5和臭氧污染,改善北京市空气质量的重要技术基础。
2.1.2编制VOCs监测技术规范是落实相关法规和执行北京市地方排放标准的需要
2010年以来,北京市陆续出台《木质家具制造业大气污染物排放标准》、《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》、《印刷业挥发性有机物排放标准》、《工业涂装工序大气污染物排放标准》、《汽车维修业大气污染物排放标准》、《汽车整车制造业(涂装工序)大气污染物排放标准》等一系列涉及挥发性有机物的行业排放标准,但是由于典型行业VOCs排放标准中VOCs污染物种类复杂、来源广泛,但是这污染源VOCs监测分析方缺少统一的技术规范,监测过程中的各个质量控制环节衔接不够,使用不同监测方法、不同采样方法的监测结果可比性较差,增加了标准执行和污染防治工作的难度。例如北京市地方标准中苯系物与国家标准分析测试方法中在目标污染物上不一致,导致原有的苯系物国标监测方法标准无法与地方标准配套使用,例如《固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》(HJ 734-2014)中,规定了24种挥发性有机物测定的固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法:分别为丙酮、异丙醇、正己烷、乙酸乙酯、苯、六甲基二硅氧烷、3-戊酮、正庚烷、甲苯、环戊酮、乳酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙苯、对/间二甲苯、2-庚酮、苯乙烯、邻二甲苯、苯甲醚、苯甲醛、1-癸烯、2-壬酮、1-十二烯,该标准的目标化合物不包括北京市地方排放标准中的三甲苯;HJ 734-2014《固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法》中也未对1,2,3-三甲苯的适用性作出说明,导致国家标准分析方法难以应用到执法监测中使用,排放标准和监测技术规范不配套、不完善,导致北京市地方标准难以得到有效落实和执行。
因此,无论从现行挥发性有机物分析方法的适用性角度来说,还是从挥发性有机物排放标准实用性角度来说,对固定污染源挥发性有机物监测技术规范的需求已经迫在眉睫,尽快制定相应的监测技术规范,将为VOCs排污收费和污染源监管提供有力的技术支持。
2.1.3编制VOCs监测技术规范是应用环境监测新技术和强化质量管理的需要
随着国内外科技人员对环境监测技术的不断研究,目前有许多VOCs监测的新技术、新方法。北京作为国家首都,在新环境监测技术应用和推广方面应当走在全国的前列,制定《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》有利于推动新监测技术的应用,有利于推动环境标准的落实,有利于环保部门政策措施的有效落实。
2.2目前适用的标准存在问题
现有的VOCs监测方法和标准中存在如下不足和问题:
2.2.1 部分监测方法老旧偏差大,新方法应用缺乏法规支持
根据现有的国家标准监测方法,VOCs主要通过采样袋、苏玛罐、固体吸附、注射器等手段在现场采集样品,采集样品多为瞬时样品,然后送回实验室采用气相色谱法(GC)或气相色谱-质谱联用法(GC-MS) 测定,整个过程耗时较长,无法满足环保执法、事故调查等现场对监测代表性和时效性的要求。迫切要求把VOCs现场监测的新技术应用于固定污染源的挥发性有机物监测,实现现场快速、定量监测。
例如非甲烷总烃/总烃注射器采样法导致测试数据严重偏低,HJ38-1999标准中要求采集非甲烷总烃可以采用玻璃注射器,因其使用方便,便于携带,在实际检测分析工作中得到大量应用,但是由于玻璃注射器密封性较差,采样体积小代表性差,再加上样品运输中温度难以控制,容易造成非甲烷总烃在玻璃注射器中衰减较快,导致分析测试结果偏低,无法代表实际样品的浓度值。强制推广采用气袋法(HJ/T732)采样测试可以有效减少注射器吸附带来的样品损失。
2.2.2质量保证和控制要求分散,缺乏满足VOCs监测要求的技术规范
VOCs种类多且化学性质、反应活性差异大,导致样品采集、保存条件差别大,VOCs监测质量控制包括实验内部和实验外部质量控制,现有技术规范在实验室内对样品分析进行质控方面规定较为全面细致,但是对整个监测的全部过程和细节的质量监控存在不足,对项目确定、布点优化、样品采集、储运样品等全流程质控缺乏相应的技术规范的要求,而这些是确保监测数据质量的根本。在采集样品过程中应明确严格的采样要求、采样程序、采样质量保证、要求采样人员认真填写采样记录、储运记录和送样记录。并确定正确的采样频率。在采样的过程要建立定期对采样容器检查的制度,以消除采样过程间的污染。VOCs样品是复杂多变的,必须规范各类样品的采集规范和统一的采集、保存方法,才能保证样品的代表性和数据的准确性。
总而言之,编制《固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范》,一方面通过对现有分析测试方法的梳理,整合并规范监测各个环节的质量控制和技术要求;另一方面也是对成熟、先进VOCs监测技术的应用和推广,补充了北京市地方标准中苯系物等监测方法,满足了当前针对VOCs污染源强化监管要求,完善了建设规范化有机物监测体系的重要环节。
3 制定标准的原则和依据,与现行法律、法规、标准的关系
3.1制定标准的原则
(1)衔接性原则。
本标准制定过程充分考虑与现行监测技术标准的衔接性,在编制过程中主要依据《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)、《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》(HJ/T 38-1999)、《固定源废气监测技术规范》(HJ/T 397-2007)、《固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范》(HJ/T 373-2007)、《固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)》(HJ/T 75-2007)、《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T 76-2007)等国家标准。同时与正在修订中HJ/T 38标准编制组多次沟通和协调,尽可能把监测技术规范中一些细化要求与新标准协调配套,与国家标准的主要技术要求相一致。
(2)可行性原则
本标准制定过程中充分调研了国内外固定污染源废气中VOCs污染排放情况和监测技术水平,以满足提高样品采集代表性,便于日常现场监督检查的要求,并亦满足污染物监测或样品采集可操作性和安全性的要求为基本原则,力求使标准做到科学合理、技术上可行、经济上合理、具有可操作性。
(3)先进性原则
本标准制定过程中充分调研了国内外主要的VOCs监测技术标准及其对应的监测设备,以先进监测设备和规范质量管理为依托,参照国外EPA method 25A、JIS B7989-2008、EN12619-2013、EN13526-2002等相关标准或技术规范作为本技术规范的编制依据。以2014年出台的《北京市大气污染防治条例》第三十五条、第九十九条为主要依据,充分考虑我市经济发展水平和客观实际的需要,按照GB/T 1.1中格式的原则要求进行编写。
3.2 国内外标准调研
3.2. 1 固定源废气VOCs的监测方法标准
我国对废气中总VOCs的标准监测方法《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》(HJ/T38),《环境空气 总烃的测定 气相色谱法》(HJ604-2011)。美国EPA对废气中污染物采用最佳适用控制技术(MACT)进行管理和控制,对同一排放点源的多种有机污染物实行浓度限值和许可证控制,监督管理的测定项目主要为总气态非甲烷有机物(TGNMO)或总有机碳( TOC)。然后再对有毒有害的有机污染物进行清单管理和单项控制(HAPs)。并在NSPS(40 CFR PART 60)中提出了与管理配套的固定源废气中VOCs监测方法标准。TOC的监测方法为排气管采样系统-气相色谱法,标准主要有Method 18、25、25A、25B。详见表3-2。
表3-2 国内外主要的固定污染源VOCs监测分析方法
3.2.2 固定源废气VOCs的采样方法
(1)气袋采样法
美国EPA Method 18中规定气袋采样法的采样装置由Tedlar 采气袋( 聚四氟乙烯材质) 或镀铝采气袋和真空箱组成, 通过快速接头、真空连接管、聚四氟乙烯样品连接管和采样管组成采样系统进行采样,采样流量一般为0.5L/min,采集样品约为气袋容量的80 %,气袋大小为10~50升。
日本工业标准协会发布的《Measuring method for volatile organic compounds in flue gas by analyzers》(JIS B 7989:2008)中规定使用气袋法采集烟道气中的VOCs,气袋容量不小于20升,采集时间不少于20分钟。
(2)现场分析法
为减少气袋吸附使样品损失造成分析误差,特别是废气中含极性化合物宜采用本方法。使用全程加热采样枪,加热温度不低于110°C (Method 25A), 排放废气经过加热的采样管路和玻璃纤维滤器,直接进入氢火焰离子化FID分析仪(25 A)或非色散红外( NDIR )分析仪(25 B)。本方法受废气中水蒸气的干扰小,如果排气温度低于100 ℃、浓度在检测器的线性范围内可直接使用现场分析法,浓度超出检测器线性范围也可稀释后再分析,相关仪器设备经防爆认证后,此方法可用于易爆危险场所。
(3)吸附管采样法
美国国家职业安全和卫生协会(NOISH)制定了使用活性炭、Tenax、XAD-2 等吸附剂对特定有机物的吸附管采样方法,采样后通过溶剂解析或热脱附相关有机物后用气相色谱法测定。为避免采样发生穿透,通常串联两个吸附管采样。吸附管的主要类型有:
A)活性炭:植物枝干和果核在低温下碳化制得。表面极大,热稳定性好,对大多数有机物分子具有很好的吸附捕集特性,气体样品中水分对其吸附的干扰大。
B)碳分子筛:吸附惰性气体和较小的碳氢化合物。
C)多孔聚合物类型,常用的型号有 Tenax:Tenax GC、Tenax TA、Tenax GR、XAD-2、XAD-4、XAD-7、XAD-8、GDX、TDX等。
(4)采样罐
采样罐多采用不锈钢材质,内表面经惰性化处理,一般用于采集大气中挥发性有机化合物样品,采样罐内部为真空状态;当打开采样罐上方的采样阀后,大气压会将大气样品直接压入到采样罐内,待压力平衡后,关闭阀门,完成采样过程。采样罐采集气体样品具有快速、方便、精确度高等优点,采样罐可用于PPT级分析,可重复多次分析,无选择性全组分采样,不存在采样穿透问题,避免采样运输过程污染,不需要外动力,样品保存时间可长达数周,是热不稳定化合物(硫化物、醛类、酮类)的较好采样方法。
但是采样罐容易受到高浓度VOCs的污染影响实验结果的准确性。采样罐的使用成本高、清洗和保存要求也比较高,尚未有具体的国标和规范。因此,采样罐多用于环境空气或厂界无组织废气的监测。
(5)真空玻璃瓶
EPA Method18中规定真空玻璃瓶采样主要用于污染源调查的预采样分析,了解污染源的排放物组分和大概浓度,当有不能确定的未知物色谱峰时,则应用GC-MS法(推荐)进行定性识别、定量分析。
3.2. 3 固定源废气VOCs的分析检测方法
VOCs样品采集后,主要的分析测试方法分为两类,一类是测定VOCs总量的分析方法,如美国、日本是总气态非甲烷有机物( TGNMO )、 总气态有机物( TOC )、欧盟是总碳氢(THC)或总有机碳(TOC),检测器或分析器主要有氢火焰离子化检测器(FID)、非色散红外检测器(NDIR )和傅立叶红外检测器。第二类是特征有机污染物或有机物成分分析,主要采用气相色谱法、气相色谱-质谱法,按所测定的目标化合物可以灵活选择配备色谱分离柱、检测器和分析条件,组合形成了不同的分析方法,主要检测器包括FID、PID、ECD、ELCD、MS、IR等检测器。
3.废气源排放物监测与环境空气污染物监测不同之处就在于样品的采集。美固定源废气VOCs监测的采样方法不拘一格, 吸纳了空气VOCs分析方法( 真空罐采样) 和NIOSH的空气VOCs分析方法( 吸附管采样), 视排气温度、爆炸危险性、有机物的极性和浓度、现场条件、成本等因素可灵活选用最适用的方法。
4主要内容说明
本标准共分9章,包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、测定项目的确定、监测方法的选择、采样技术要求、样品的运输和保存、结果与计算,质量保证和质量控制,下面对标准中的主要部分进行说明。
4.1适用范围确定
本标准适用于北京市固定源废气中VOCs的有组织和无组织排放监测,以及新建、改建、扩建企业的环境影响评价、环境保护竣工验收监测和监督性监测。
4.2术语和定义
本标准引用了《北京市大气污染物综合排放标准》(DB11/501-2007)原有术语和定义,增加了术语“校准状态”;本标准中涉及的“挥发性有机物”,参考了《木制家具制造业大气污染物排放标准》(DB11/1202-2015)中的术语进行定义;本标准中涉及的“非甲烷总烃”,参考了《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》(HJ/T 38)中的术语进行定义。
4.3监测方法的选择
4.3.1测定项目分析方法的选择原则
正确选择监测分析方法,是获得准确结果的关键因素之一。选择分析方法应遵循的原则是:灵敏度能满足定量要求;方法成熟、准确;操作简便,易于普及;抗干扰能力好。目前对测定项目的分析方法主要有以下两个层次,它们相互补充,构成完整的监测分析方法体系。
(1)标准方法,包括国家、地方、行业标准方法,这些方法比较经典、准确度较高,是环境污染纠纷法定的仲裁方法,也是用于评价其他分析方法的基准方法。
(2)由ISO、EPA等国际方法部门规定或推荐的方法,这些方法在国际应用成熟,但经过研究可以作为参考方法予以推广,在使用中积累经验,不断完善。
4.3.2非甲烷总烃或总烃的监测方法
非甲烷总烃或总烃作为固定污染源及厂界无组织VOCs排放的常规控制指标,其监测结果往往作为衡量固定污染源VOCs排放污染情况的重要依据,因此在监测过程中须尽量获得准确、可靠的非甲烷总烃或总烃监测数据,为环境管理部门提供技术支持。
目前,采用的现场玻璃注射器采样,实验室气相色谱法分析会造成实际样品的损失,导致非甲烷总烃的监测结果偏低。在本标准方法中,充分考虑防爆安全的条件下,优先选择现场直接测试法测定污染源非甲烷总烃。
对于非甲烷总烃或总烃的采样分析方法主要有《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》、《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》、《固定污染源废气 甲烷/总烃/非甲烷总烃的测定 便携式氢火焰离子化检测法》、《环境空气 总烃的测定 气相色谱法》,在本标准方法中,固定污染源非甲烷总烃或总烃的监测方法根据污染源排放类型分为有组织监测方法和无组织监测方法,在不同排放类型下,根据防爆安全条件和实际监测能力选择对应的监测方法。
4.3.3特征项目的监测方法
在本标准方法中,固定污染源特征项目的监测方法根据污染源排放类型分为有组织监测方法和无组织监测方法,在不同的排放类型下,根据VOCs的具体化合物选择对应的监测方法。
表4-1为我国标准体系中固定污染源排放 VOCs (单独污染物)的相关监测方法,表4-2为我国标准体系中固定污染源排放 VOCs (多种污染物)的相关监测方法,表4-3为我国标准体系中无组织排放 VOCs的相关监测方法。
表4-1我国标准体系中固定污染源排放 VOCs (单独污染物)的相关监测方法
表4-2为我国标准体系中固定污染源排放 VOCs (多种污染物)的相关监测方法
表4-3我国标准体系中无组织排放
VOCs的相关监测方法HJ 734-2014)中,规定了24种挥发性有机物测定的固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法,该标准对于北京市排放标准中三甲苯的监测方法没有涉及,HJ 734-2014《固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法》中未对1,2,3-三甲苯的适用性作出说明,因此在本标准中作出规定,对于三甲苯的测定,选用附录A中方法《固定污染源废气 苯系物的测定 气袋采样-气相色谱质谱法》。
4.4采样技术要求
4.4.1有组织排放废气监测技术要求
有组织排放废气监测技术要求参考了《固定源废气监测技术规范》(HJ/397)、《固定污染源排放废气中颗粒物测定和气态污染采样方法》(GB16157)、《固定污染源监测点位设置技术规范》(DB11/1195)等方法以及国外技术文献。
4.4.1.1采样点位要求
采集挥发性有机物时,由于气态污染物在烟道内分布比较均匀,所以挥发性有机物的采集可以参照GB/T 16157和HJ/T397中气态污染物采样布点方法,宜选取排气筒中心作为采样点。
4.4.1.2监测平台和监测孔要求
被监测方应按照《固定污染源监测点位设置技术规范》(DB11/1195)的规定设置永久监测平台和监测孔。监测孔的直径在90mm—120mm之间,监测孔应开在烟道的负压段,若负压段下无法满足开孔需求,对正压下输送废气的烟道,应安装带有闸板阀的密封监测孔。
监测平台应设置在监测孔正下方1.2m-1.3m处,可操作面积不小于2平方米,平台长度和宽度不小于1.2m,且不小于监测断面直径或当量直径的1/3,监测平台的护栏高度不低于1.2m,监测平台应设置低压配电箱。监测平台与坠落高度基准面之间距离超过2m时,应安装斜梯、转梯或电梯到达监测平台。
4.4.1.3采样频次和采样时间
在VOCs排放设施中,多采用间歇式排放,所以在很多情况下,VOCs并不是以平均浓度排出的,有组织废气排放源的采样频次和采样时间参考日本《挥发性有机化合物的测定方法》,其对有代表性VOCs排放模式(印刷行业、化工加工行业、喷涂行业)进行长时间测试,计算各自排放模式中的移动平均值,调查采样平均化时的浓度波动,采样时间确定为不少于20分钟,可以得到平均、具有代表性监测结果。
从图4-1实测值的曲线图可知,网版印刷VOCs的排放属于长期稳定的排放,其污染物的排放浓度在一定时间内比较平均,所以其10min移动平均曲线、20min移动平均曲线、60min移动平均曲线差异很小,并且都与实测值曲线高度重合,故在长期稳定排放的情况下,采样时间的选择较为灵活。
图4-1印刷行业废气采样时间实验图
从图4-2实测值的曲线图可以看出,三滤乙烯脱脂清洗工艺VOCs的排放属于短期内变动不规则的情况,其污染物的排放浓度在很短的时间差异很大,可以看出10min移动平均曲线与实测值曲线差异不明显,但是20min移动平均曲线趋于缓和,20min移动平均值的最大值与最小值之间的间隔较小,60min移动平均值基本保持稳定,故在短期内变动不规则的情况下,采样时间在20min以上,可以获得浓度较为平均的污染物样品。
图4-2化工加工行业废气采样时间实验图
从图4-3实测值的曲线图可以看出,喷绘涂装VOCs的排放属于长期变动不规则的情况,其污染物的排放浓度在很长时间内都不同,可以看出10min移动平均曲线与实测值曲线差异不明显,但是20min移动平均值变化差异很小,60min移动平均值基本保持稳定,故在长期变动不规则的情况下,采样时间在20min以上,可以获得浓度较为平均的污染物样品。
图4-3喷涂行业废气采样时间实验图
综合以上三个行业的VOCs排放采样时间的实验结果,采样时间定为20min能够获得较为平均的样品,使采样更具有代表性,从而得到VOCs排放的真实浓度值。
标准制定过程中,选取有代表性的汽车喷涂污染源进行实际测试,图4-4为采样时间验证试验图,可以看出,10min、15min移动平均曲线与实测值曲线趋势比较相似,但20min、30min移动平均值变化较小,移动平均曲线比较缓和,说明采样时间20min以上,可以使样品混合均匀,最终获得较为平均的数值。验证了标准方法中采样或连续监测20min具有较好代表性。
第二,由于现场测试设备考虑到其便携性,其氢气瓶体积多缩小为1~2升,连续工作时间一般为2~5小时,考虑到污染源监督监测时,VOCs污染源的排放口相对较多,每个监测点的连续监测时间不宜过长,因此,本标准将现场连续监测时间规定为不少于20分钟。
第三、现场采样时,本标准要求使用容积至少为10升气袋,各个方法标准中规定的采样流量一般为0.3~0.5l/min,其采样时间为20分钟左右比较合适。
图4-4汽车喷涂行业采样时间验证试验图
4.4.1.4采样器具
污染源废气中VOCs监测的手工采样主要有气袋、金属罐、吸附管、注射器四种,气袋法主要依据HJ 732-2014《固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法》 ;吸附管采样法主要依据HJ734-2014《固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附 气相色谱-质谱法》;真空瓶或注射器采样法主要依据HJ T38-1999《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》。
规范中对采样气袋的容积提出了不少于10升的要求,主要是考虑到样品气的代表性,美国EPA method18要求样品气袋的容积为10~50升,日本JIS B 7989:2008中规定样品气袋的容积不少于20升。
4.4.2无组织排放废气监测技术要求
无组织排放废气监测技术要求参考了《大气污染物无组织排放监测技术导则》(HJ/55-2000)、《印刷业挥发性有机物排放标准》(DB11/1201-2015)等方法。
4.4.2.1 采样点位
一般情况下,厂界的无组织排放监控点的数目和设置,按照HJ/55-2000执行,在单位周界10m范围内的浓度最高点布设,监控点最多可设置4个,参照点只设1个。
生产设施(车间)在带有集气系统的密闭工作间完成,无组织排放监控点设置在密闭工作间(车间)外1米,最低高度1.5米处,监控点的数量不少于3个,并选取浓度最大值;生产工序未在密闭工作间内完成,无组织排放监控点设置在生产设备外1米,最低高度1.5米处,监控点的数量不少于3个,并选取浓度最大值。
4.5附录说明
本标准中附录共计4个,附录A为规范性附录。附录B、C、D为资料性附录。
附录A为固定污染源废气 苯系物的测定 气袋采样-气相色谱质谱法。
附录B为固定污染源废气 非甲烷总烃或总烃标准监测方法表
附录C为固定污染源废气 特征项目标准监测方法表
附录D为固定污染源挥发性有机物的检测流程
5重大意见分歧的处理依据和结果
本标准共征求了××个有关单位和部门的意见,涉及的单位类型为使用单位、科研机构、行业主管部门和检测机构等。其中回函单位数量××个,未回函单位数量××个,××个单位和部门提出修改意见,提出修改意见共计××条,采纳或部分采纳的意见为××条,没有采纳的意见××条,到目前为止没有重大的意见分歧。
6国际或国外标准的引用
本标准是为配合国家相关排放标准的实施而制定的,标准制定中充分参考了美国、欧盟、日本、台湾等相关标准。Method-18 《Measurement Of Gaseous Organic Compound Emissions By Gas CHROMATOGRAPHY》,Method-25 《DETERMINATION OF TOTAL GASEOUS NONMETHANEORGANIC EMISSIONS AS CARBON》,EN12619-2013《Stationary source emissions. Determination of the mass concentration of total gaseous organic carbon. Continuous flame ionisation detector method》,HJ/T 38-1999《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》,HJ604-2011《环境空气 总烃的测定 气相色谱法》等文本。
7 作为强制性标准的建议及理由
本标准为推荐性标准。
8 强制性标准实施的风险点、风险程度、风险防控措施和预案
无
9贯彻标准的措施建议
为保证本标准的有效实施,建议政府部门制定相应的监管办法,加大对固定污染源VOC排放的监管力度,同时加强对排污单位、检测机构等部门标准的宣贯培训。
10相关标准及参考文献
[1] Stationary source emissions. Determination of the mass concentration of total gaseous organic carbon. Continuous flame ionization detector method. BS EN 12619-2013
[2]《固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范(试行)》HJ/T373-2007
[3] 《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定》HJ/T 38-1999
[4]《固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法》GB/T16157-1996
[5] 《固定源废气监测技术规范》HJ/T 397-2007
[6] 《固定污染源排气中挥发性有机物的采样气袋法 》HJ732-2014
[7] 《环境监测 分析方法标准修订技术导则》 HJ 168-2010
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[9] 齐文启,武攀峰,敬红等.关于非甲烷总烃(NMHC)的测定及结果表示[J].中国环境监测,2009,25(4):30-31
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[15] 《Measurement Of Gaseous Organic Compound Emissions By Gas CHROMATOGRAPHY》EPA Method-18
[16] 《Measuring method for volatile organic compounds in flue gas by analyzers》JIS B7989-2008