環(huán)境監(jiān)測中標(biāo)準(zhǔn)氣體使用問題的探討

吳海華 吳婷婷（鎮(zhèn)江市環(huán)境監(jiān)測中心站 江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

隨著國家經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，氣體被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、航空航天和環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。作為氣體行業(yè)的一個(gè)重要分支，對于工業(yè)生產(chǎn)起到規(guī)范和發(fā)揮著質(zhì)量保證的作用。標(biāo)準(zhǔn)氣體（又叫校正氣體）屬于氣態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，是高度均勻的，良好穩(wěn)定和量值準(zhǔn)確的測定標(biāo)準(zhǔn)。在環(huán)境監(jiān)測過程中，標(biāo)準(zhǔn)氣體可以用于校準(zhǔn)測試儀器和質(zhì)量控制計(jì)劃中的期間核查，正確的使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供了關(guān)鍵的技術(shù)保證。

在污染源廢氣監(jiān)測中，二氧化硫、氮氧化物等氣體污染物的測試方法標(biāo)準(zhǔn)對儀器的校準(zhǔn)提出了明確和具體的要求，相關(guān)內(nèi)容有示值誤差、系統(tǒng)偏差、零點(diǎn)漂移、量程漂移。最新出臺的二氧化硫方法標(biāo)準(zhǔn)還要求做一氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)。除此之外，每年的國家考核和省級考核都要接收到郵寄的瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣體，這些都對標(biāo)準(zhǔn)氣體的使用提出了較高的要求。平常校準(zhǔn)是采用鋼瓶法直接導(dǎo)入分析儀取得測量結(jié)果，分析示值誤差產(chǎn)生的原因，濾除掉給測量結(jié)果帶來偏差的不利因素，就能夠提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可信度和準(zhǔn)確性，進(jìn)而更好的為環(huán)境監(jiān)管部門提供有效的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。對示值誤差產(chǎn)生影響的因素有氣密性、管線材質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)氣體物質(zhì)、氣體流量和鋼瓶參數(shù)等很多內(nèi)容，以下具體到六個(gè)方面逐個(gè)探討分析。

使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對監(jiān)測儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)前首先應(yīng)當(dāng)檢查氣路的氣密性。減壓閥的松緊程度和進(jìn)樣管線的泄露是造成進(jìn)樣線路漏氣的主要原因，對標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著很大的影響，尤其針對低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的數(shù)值結(jié)果影響更大。所以在進(jìn)行標(biāo)氣考核校準(zhǔn)之前一定要嚴(yán)格檢查采樣管線的氣密性。檢查的方法很簡單，對于煙氣測試儀就是通過采樣管線連接好儀器的煙氣進(jìn)氣口和減壓閥的出氣口，在不打開標(biāo)氣鋼瓶閥門的情況下，若儀器的采樣流量示值在2min內(nèi)降至零，表明氣密性合格。

氣密性檢查合格后，需要注意氣體取樣管線的選擇。目前儀器廠家在配貨過程中已經(jīng)選配好了一些進(jìn)氣軟管，材料有乳膠管和硅膠管。因?yàn)槿槟z管不耐氧化、不耐高溫和腐蝕，所以目前基本以使用硅膠管為主。硅膠管的特點(diǎn)就是耐高低溫、抗腐蝕、100%綠色環(huán)保等，使用起來也很方便。但是橡膠管也有他的局限性，尤其對大部分有機(jī)氣體和含硫類的氣體吸附性較強(qiáng)，而且它的滲透性也很強(qiáng)，所以千篇一律的使用各類橡膠管作為采樣管線也是不可取的，這會對數(shù)據(jù)結(jié)果造成很大的偏差。建議根據(jù)不同的氣體性質(zhì)采用銅管、不銹鋼管、聚四氟管等不同的材質(zhì)，而對于含硫的標(biāo)準(zhǔn)氣體和樣品氣最好采用內(nèi)涂石英的不銹鋼管或硫鈍化不銹鋼管。

標(biāo)準(zhǔn)氣體作為量值溯源的重要一環(huán)，其本身的質(zhì)量關(guān)系到測試校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。高純原料氣體的不純凈，是造成標(biāo)準(zhǔn)氣體質(zhì)量下降，上不了檔次的一個(gè)重要原因，也是標(biāo)準(zhǔn)氣體合成不確定度的極為重要的部分。所以平常采購中需要挑選那些在本行業(yè)有一定影響和資質(zhì)，實(shí)力較強(qiáng)的單位，獲得具有經(jīng)過國家計(jì)量部門認(rèn)可有證書的標(biāo)準(zhǔn)氣體。另外，標(biāo)準(zhǔn)氣體在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意環(huán)境的溫度，使用前一定要使鋼瓶內(nèi)外溫度達(dá)到要求。

標(biāo)準(zhǔn)氣體的流量對儀器校準(zhǔn)示值的影響。根據(jù)校準(zhǔn)氣濃度期望值的計(jì)算公式：

C校=C標(biāo)×F標(biāo)/F校，可以看出，在煙氣測試儀器流量固定的情況下，校準(zhǔn)濃度值與標(biāo)氣流量有關(guān)聯(lián)。如果鋼瓶氣體流量大于儀器泵吸收的流量，會使得校準(zhǔn)值偏高，反之當(dāng)鋼瓶氣體流量低于儀器泵吸收的流量，則會使得校準(zhǔn)值偏低。所以在用鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣體對儀器進(jìn)行示值校準(zhǔn)的時(shí)候，確?？烧{(diào)式轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量和煙氣測試儀的流量一致，這樣可以提高儀器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

當(dāng)參加國家組織的標(biāo)準(zhǔn)氣體盲樣考核或者省級考核時(shí)，為了保證煙氣分析儀器測試數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，可以采取多點(diǎn)校準(zhǔn)從而確認(rèn)煙氣分析儀器的線性狀況。多點(diǎn)校準(zhǔn)就是用多個(gè)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對分析儀器進(jìn)行示值的觀察，從而確保儀器的曲線達(dá)到最佳的擬合?，F(xiàn)在隨著測試方法標(biāo)準(zhǔn)的變更對標(biāo)氣量程的要求越來越多，為了獲得多種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體可以購買一瓶較高濃度的標(biāo)氣，通過標(biāo)氣分配器分配成自己需要的各個(gè)濃度標(biāo)氣。

最后對于氣體鋼瓶的管理需要注意三方面的內(nèi)容。首先氣瓶使用過程中應(yīng)注意保證一定的剩余壓力，瓶內(nèi)氣體不得用盡，壓縮氣體的剩余壓力應(yīng)當(dāng)大于等于0.05MPa?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)氣體的校準(zhǔn)核查作用，關(guān)系到實(shí)際工作的準(zhǔn)確性，建議氣瓶的剩余壓力一般為0.2MPa左右，低于這個(gè)壓力，不建議用于對儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。另外標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶應(yīng)定期按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全性能的檢驗(yàn)，涉及到環(huán)境監(jiān)測日常工作的氮?dú)猓銡猓┑榷栊詺怏w及純度大于等于99.999%的無腐蝕性高純氣體的氣瓶，要求每5年檢驗(yàn)1次。對瓶體材料產(chǎn)生腐蝕作用的氣體鋼瓶，要求每2年檢驗(yàn)1次。其次，在日常使用和存放過程中，要妥善固定好氣瓶，防止傾倒對其造成損壞和泄露。

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