固定污染源廢氣監(jiān)測工作流程及質(zhì)量控制探討

張福全，李青松

(山東省濟(jì)南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 濟(jì)南 250101)

目前，環(huán)境污染已成為社會普遍存在的問題，尤其是工業(yè)生產(chǎn)過程中造成的廢氣污染越來越明顯。受到工業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)等的限制，在當(dāng)前的社會發(fā)展過程中已經(jīng)無法完全消除污染源廢氣的影響，只有不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝并改進(jìn)生產(chǎn)材料才可以控制污染源廢氣的排出。監(jiān)測部門只有通過對固定源廢氣的監(jiān)測，掌握污染源廢氣的排放現(xiàn)狀，才能通過監(jiān)測數(shù)據(jù)為環(huán)境管理部門開展監(jiān)督管理提供技術(shù)支撐。

1 固定污染源廢氣監(jiān)測工作概述

在固定污染源廢氣監(jiān)測過程中，只有了解固定污染源廢氣監(jiān)測的主要特點，才能有序開展監(jiān)測作業(yè)。第一，固定污染源廢氣監(jiān)測具有較強的綜合性。在監(jiān)測過程中需要保證監(jiān)測手段、監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測對象的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。因此，需要統(tǒng)籌考慮，確保固定污染源廢氣監(jiān)測過程能夠有序進(jìn)行。第二，固定污染源廢氣監(jiān)測具有持續(xù)性，這主要是因為固定污染源廢氣的排放并不是特定的、突發(fā)的，而是長時間持續(xù)的。因此，對固定污染源廢氣的監(jiān)測也需要連續(xù)且長時間的監(jiān)測，才能夠歸納出固定污染源廢氣排放的特點。第三，固定污染源廢氣監(jiān)測具有一定的危險性。在實際監(jiān)測工作中，由于監(jiān)測環(huán)境比較惡劣，工作人員可能會遭遇噪聲、高溫或者有毒有害氣體的危害。因此，在監(jiān)測中工作人員必須佩戴防護(hù)用品，采取有效的防護(hù)措施，才能降低監(jiān)測過程對監(jiān)測人員身體健康產(chǎn)生的危害。

在開展固定污染源廢氣監(jiān)測工作的過程中，遵循相關(guān)監(jiān)測原則是保證監(jiān)測水平的重要基礎(chǔ)。第一，必須要準(zhǔn)確把握監(jiān)測地區(qū)的污染分布情況，特別是要總結(jié)污染源的分布規(guī)律、分布特點，這樣才能夠因地制宜地提出有效的污染處理方案。第二，在確定監(jiān)測點位置時，必須開展實地調(diào)查工作，保證監(jiān)測點位置的典型性與代表性。第三，在開展固定污染源廢氣監(jiān)測的工作時，必須要根據(jù)我國環(huán)境監(jiān)測的規(guī)范開展監(jiān)測工作，提高監(jiān)測技術(shù)的合理性與科學(xué)性。第四，在完成廢氣監(jiān)測工作后，撰寫監(jiān)測報告時，必須嚴(yán)格落實三級審核制度，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實客觀，防止數(shù)據(jù)失真[1]。

2 固定污染源監(jiān)測技術(shù)原理

固定污染源廢氣監(jiān)測主要是針對廢氣中的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等指標(biāo)開展監(jiān)測。運用顆粒物測試儀，根據(jù)其傳感器檢測到的靜壓、動壓、溫度及含濕量等參數(shù)，自動計算出固定污染源廢氣流速和等速跟蹤流量。測控系統(tǒng)將該流量與傳感器檢測到的流量相比較，計算出相應(yīng)的控制信號，由該信號控制電路做出調(diào)整，使抽氣泵的流量發(fā)生變化，最終使測試儀的實際流量與計算的采樣流量相等，實現(xiàn)測試儀的等速采樣，采樣后按照相關(guān)規(guī)范要求對采集的顆粒物進(jìn)行稱重，進(jìn)而根據(jù)公式計算出顆粒物濃度。針對廢氣中的二氧化硫等指標(biāo)，傳統(tǒng)方法是利用化學(xué)傳感器原理，抽取含有特定氣體的廢氣，并通過電化學(xué)傳感器發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。由于傳感器輸出的電流大小在一定條件下與氣體濃度成正比，可以通過測量傳感器輸出的電流計算出煙氣的濃度。為保證監(jiān)測結(jié)果的精準(zhǔn)性，在監(jiān)測之前，監(jiān)測人員需要做好相關(guān)準(zhǔn)備，比如監(jiān)測儀器的狀態(tài)檢查、校準(zhǔn)維護(hù)，并做好后續(xù)采樣準(zhǔn)備，確保在儀器設(shè)備性能良好的情況下開展監(jiān)測。為保證儀器在監(jiān)測過程中能夠順利開展監(jiān)測，監(jiān)測人員應(yīng)該熟練掌握儀器設(shè)備的操作，準(zhǔn)確判斷儀器設(shè)備的常見故障。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，需要及時判斷監(jiān)測點位、數(shù)量選取是否合規(guī)，是否是儀器設(shè)備故障所導(dǎo)致，及時排除影響因素并妥善處置[2]。

3 固定污染源廢氣監(jiān)測工作流程

3.1 監(jiān)測準(zhǔn)備工作

為了提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，保證監(jiān)測信息的可靠性，在開展污染源廢氣監(jiān)測工作之前要做好準(zhǔn)備工作，確保后續(xù)監(jiān)測工作的順利進(jìn)行。監(jiān)測人員要了解污染源位置、點位、生產(chǎn)工藝、處理設(shè)施運行情況等有關(guān)信息，掌握現(xiàn)場的環(huán)境條件。還要了解污染物排放的特點，按照規(guī)范要求有針對性地開展前期準(zhǔn)備工作。另外，還要將監(jiān)測設(shè)備準(zhǔn)備齊全，相關(guān)標(biāo)氣應(yīng)在有效期內(nèi)且能溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)，確保其儀器設(shè)備經(jīng)過檢定/校準(zhǔn)且在有效期內(nèi)。另外，在監(jiān)測工作開始之前，要對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查，并做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作。監(jiān)測人員還要根據(jù)廢氣排放情況以及污染源現(xiàn)場條件，做好防護(hù)工作，科學(xué)地進(jìn)行監(jiān)測工作的部署，在監(jiān)測過程中要確保安全工作落實到位[3]。

3.2 設(shè)置采樣點

在采樣點設(shè)置環(huán)節(jié)，對采樣點進(jìn)行科學(xué)、合理地設(shè)置將會直接影響環(huán)境污染源中廢氣監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而對廢氣監(jiān)測質(zhì)量和結(jié)果產(chǎn)生影響。其中，為確保廢氣監(jiān)測采樣點的設(shè)置科學(xué)、合理，一方面需要重視廢氣監(jiān)測中的采樣點設(shè)置，嚴(yán)格按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范等要求執(zhí)行；另一方面，還需要結(jié)合廢氣監(jiān)測現(xiàn)場的實際環(huán)境和條件，進(jìn)行最合適的采樣點選擇與設(shè)置，并確保采樣點設(shè)置符合廢氣監(jiān)測要求，從而為廢氣監(jiān)測工作的開展提供良好的基礎(chǔ)。

3.3 采集廢氣

完成廢氣污染物布點工作后，需要及時采集污染源廢氣樣品。在污染源廢氣樣品采集過程中，監(jiān)測人員需要加強采樣過程的質(zhì)控工作。采集樣品的質(zhì)量會直接影響污染源廢氣監(jiān)測結(jié)果，如果對樣品的采集不進(jìn)行有效控制，可能會降低廢氣監(jiān)測結(jié)果的可靠性，導(dǎo)致廢氣監(jiān)測結(jié)果誤差增大甚至數(shù)據(jù)無效。因此，監(jiān)測人員需要根據(jù)污染源現(xiàn)場的具體情況對樣品采集方式進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，確保監(jiān)測工作能夠順利開展。一般情況下，現(xiàn)場廢氣監(jiān)測樣品采集主要是以連續(xù)采樣為主。在采樣過程中需要科學(xué)選擇采樣方式，并根據(jù)采樣技術(shù)規(guī)范的要求完成污染源廢氣采樣工作。通常，二氧化硫、氮氧化物等廢氣指標(biāo)一般是利用測試儀現(xiàn)場出具數(shù)據(jù)，采用每5～15分鐘測定數(shù)據(jù)的平均值作為一次測量值，一般需要測定5～6次。

3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用與處理

對所得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析和有效處理，可以提高整個監(jiān)測流程的水平。首先，要保證獲得數(shù)據(jù)的過程符合相關(guān)規(guī)范要求，并滿足污染物特點要求。之后，按照數(shù)據(jù)處理要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行折算、分析、判斷。根據(jù)相關(guān)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和排放標(biāo)準(zhǔn)要求對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。比如，處理污染源廢氣中二氧化硫的數(shù)據(jù)時，需要將儀器顯示的體積濃度換算為質(zhì)量濃度，其測定結(jié)果需保留整數(shù)，但當(dāng)濃度大于100 mg/m3時，保留3位有效數(shù)字。在判定結(jié)果是否超標(biāo)時，需要根據(jù)相關(guān)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，將實測濃度轉(zhuǎn)換為折算濃度等[4]。

4 現(xiàn)場監(jiān)測過程中存在的問題

4.1 監(jiān)測人員技術(shù)水平參差不齊

盡管國家及地方各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)不斷加強對監(jiān)測人員的技術(shù)培訓(xùn)，但目前監(jiān)測人員的技術(shù)水平還是參差不齊，部分地區(qū)監(jiān)測人員的業(yè)務(wù)能力還不能滿足環(huán)境管理需求。缺乏技術(shù)培訓(xùn)、工作時間短、地區(qū)差異是造成這一現(xiàn)象的原因。而技術(shù)水平的參差不齊導(dǎo)致了部分監(jiān)測人員對于現(xiàn)場的一些情況缺乏判斷力，監(jiān)測數(shù)據(jù)失真的背后通常也有監(jiān)測人員不了解規(guī)范、操作不當(dāng)?shù)脑騕5]。

4.2 部分監(jiān)測人員安全防護(hù)意識不足

由于監(jiān)測機構(gòu)從節(jié)約成本角度考慮、部分監(jiān)測人員思想上不重視、缺少工作經(jīng)驗或監(jiān)測方法使用不當(dāng)?shù)榷喾矫嬖?，?dǎo)致部分監(jiān)測人員在開展廢氣監(jiān)測工作中存在安全風(fēng)險。比如，由于不佩戴防護(hù)手套，導(dǎo)致高溫?zé)煒尃C傷；不規(guī)范佩戴安全帽導(dǎo)致磕碰；未按要求佩戴防護(hù)面罩導(dǎo)致中毒等。安全問題無小事，所以加強安全培訓(xùn)、培養(yǎng)安全意識是當(dāng)前部分監(jiān)測機構(gòu)的重要任務(wù)。

5 監(jiān)測工作質(zhì)量控制措施

5.1 合理確定采樣位置

在固定污染源廢氣現(xiàn)場采樣工作中，采樣位置是否合理直接影響著實際監(jiān)測結(jié)果是否準(zhǔn)確。現(xiàn)實中經(jīng)常會出現(xiàn)由于采樣位置不合理而導(dǎo)致最終的監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。在選擇采樣位置時，需要考慮點位的代表性、可接近性、可操作性、安全性和規(guī)范性，并應(yīng)按照規(guī)范要求在廢氣有組織排放筒處設(shè)置永久性監(jiān)測平臺，開設(shè)采樣孔。監(jiān)測人員在選取采樣點位時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求選擇適宜的管段進(jìn)行采樣，在采集顆粒物樣品時，采樣點位應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑、距上述部件上游方向不小于2倍煙道直徑處；其次，應(yīng)根據(jù)實際情況適當(dāng)增加測點數(shù)量及采樣頻次，并進(jìn)行多次測量取平均值；再則，可借助照片、影像等手段記錄監(jiān)測位置，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.2 對監(jiān)測方法的更新與應(yīng)用

對固定污染源中廢氣監(jiān)測方法的及時更新，是判定廢氣監(jiān)測結(jié)果符合國家環(huán)境保護(hù)的實際情況和有關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時也是檢驗企業(yè)環(huán)境污染治理成效的有效措施。比如，在對有色金屬冶煉廠固定污染源中的廢氣進(jìn)行監(jiān)測時，隨著企業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升以及對企業(yè)生產(chǎn)排放的煙氣中各類污染危害物質(zhì)處理技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新，都會對相應(yīng)的固定污染源廢氣監(jiān)測產(chǎn)生一定影響，因此，只有根據(jù)國家對固定污染源中廢氣監(jiān)測與樣品采集的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的監(jiān)測流程與標(biāo)準(zhǔn)，才能保障其監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性以及在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用成效。

5.3 制定科學(xué)完善的監(jiān)測方案

在進(jìn)行固定污染源廢氣現(xiàn)場采樣和監(jiān)測前，應(yīng)先根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求制定科學(xué)完善的監(jiān)測方案。具體的監(jiān)測方案中應(yīng)包含以下內(nèi)容：監(jiān)測項目、監(jiān)測點位、監(jiān)測時間、監(jiān)測頻次、分析方法、評價標(biāo)準(zhǔn)等。為切實保證監(jiān)測方案的科學(xué)性與完善性，應(yīng)提前進(jìn)行全面、詳細(xì)的現(xiàn)場實地勘察，充分了解相關(guān)生產(chǎn)工藝、排氣筒高度、特征污染物、排放規(guī)律、污染防治措施等情況；其次，還應(yīng)對采樣點位的合理性、監(jiān)測平臺的安全性以及監(jiān)測環(huán)境條件是否符合相關(guān)規(guī)范要求等問題進(jìn)行有效確認(rèn)[6]。

5.4 顆粒物污染源監(jiān)測的質(zhì)量控制

顆粒物的監(jiān)測及采樣是固定污染源廢氣監(jiān)測過程的重要內(nèi)容。在對顆粒物的監(jiān)測和采樣過程中開展質(zhì)量控制時，需要從以下方面出發(fā)：第一，需要對濾筒（濾膜）集塵情況進(jìn)行有效控制。濾筒（濾膜）集塵情況直接影響監(jiān)測結(jié)果，如果濾筒集塵過多，會加大采樣工作難度，導(dǎo)致集塵傾瀉概率增加。因此，在采樣過程中需要對采樣時間進(jìn)行嚴(yán)格控制，最好在滿足監(jiān)測規(guī)范要求的前提下盡快完成采樣工作。如果濾筒（濾膜）集塵比較少，會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)值降低而增加稱量誤差。第二，需要重視采樣點流速質(zhì)量的控制工作。在顆粒物采樣工作中，需要根據(jù)我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求完成采樣工作。與此同時，要重視采樣點流速測定與監(jiān)測質(zhì)量的控制。為了保證采樣作業(yè)的有效性，可以根據(jù)采樣前后采樣點的流速差值進(jìn)行判斷，如果在采樣前后采樣點流速的差值過大，需要重新監(jiān)測，才能夠提高采樣樣品的可靠性。第三，要滿足最小采樣質(zhì)量或體積要求。顆粒物濃度會在一定程度上影響監(jiān)測結(jié)果，對于低濃度的顆粒物，如果采樣時間不足，會導(dǎo)致濾膜上顆粒物相對較少，并且因為損失和誤差可能會導(dǎo)致濾膜入不敷出，直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了防止這一問題，采樣監(jiān)測人員需要根據(jù)顆粒物的濃度適當(dāng)延長采樣時間。除此之外，需要盡可能降低濾筒（濾膜）的物理損耗，才能夠在最大程度上保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.5 固定污染源廢氣監(jiān)測的質(zhì)量控制

為保證固定污染源廢氣監(jiān)測的質(zhì)量，需要從以下幾方面進(jìn)行控制：①在監(jiān)測時保證整個監(jiān)測環(huán)節(jié)的穩(wěn)定，保證整個監(jiān)測對象的穩(wěn)定及工況順利進(jìn)行。在整個監(jiān)測現(xiàn)場需要采用合理的監(jiān)督手段，確保生產(chǎn)設(shè)備的施工可以順利進(jìn)行。在監(jiān)測污染源的時，工廠設(shè)備運行情況需具有代表性，如此才可以得到最佳的監(jiān)測結(jié)果。②提前制定監(jiān)測計劃，科學(xué)合理地判斷并設(shè)置好監(jiān)測時間與頻率。在實際監(jiān)測過程中，不同企業(yè)的生產(chǎn)方式與結(jié)構(gòu)存在差別，因此，監(jiān)督管理部門在監(jiān)測各個污染源的時候需要考慮每個企業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)方式，按照科學(xué)的監(jiān)測方式控制監(jiān)測時間、頻率，通過合理的控制方式來提高大氣污染源的監(jiān)測精準(zhǔn)度。③確定排氣參數(shù)。在測定排氣溫度的時，應(yīng)該將溫度計或溫度傳感器放置在煙道中心位置，待溫度穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，而且讀數(shù)時要保持其位置不變；在測量排氣濕度時，常常使用顆粒物測試儀來自動測量煙氣的濕度。測量的時要保證采樣過程密閉，避免外界空氣進(jìn)入設(shè)備影響數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和精確度。④顆粒物采樣?？梢赃x擇智能顆粒物測試儀確定風(fēng)量、動壓、靜壓等參數(shù)。監(jiān)測過程中應(yīng)該時刻注意壓力的變化情況，避免皮托管路存在問題影響監(jiān)測的順利進(jìn)行。對顆粒物的采樣常常使用圓環(huán)多點等速采樣方式，這是針對圓形煙道。如果是矩形煙道，則采用面積小塊的中心點采樣方式。采集樣品的時候，要注意把握過濾筒或者濾膜的集塵情況，如果集塵多會影響儀器設(shè)備的正常運行，出現(xiàn)這種現(xiàn)象之后可以更改采樣時間。監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中應(yīng)該學(xué)會靈活采用取樣方式，從而保證整體數(shù)據(jù)的精確程度[7]。

5.6 加強現(xiàn)場工況的管理

與質(zhì)量控制管理措施類似，在進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測時，要派遣專人對污染源工況進(jìn)行實時監(jiān)督，以此來保障各項設(shè)施的正常運行，使各項工況條件符合監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。同時，負(fù)責(zé)工況監(jiān)督的人員與實施監(jiān)測的人員應(yīng)隨時保持聯(lián)系，一旦出現(xiàn)不合理的情況要立即停止監(jiān)測，防止監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)偏差，及時對突發(fā)狀況做好詳細(xì)記錄，并與原始監(jiān)測記錄、檢測報告等一起錄入檔案。

5.7 加強廢氣監(jiān)測人員隊伍建設(shè)

在固定污染源廢氣監(jiān)測工作中，需要重視監(jiān)測隊伍建設(shè)，提高監(jiān)測人員的專業(yè)水平及綜合素質(zhì)，這是提高固定污染源廢氣監(jiān)測質(zhì)量的重要措施。環(huán)境監(jiān)測部門可以定期開展不同形式的技術(shù)培訓(xùn)活動，促進(jìn)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)交流，對一些在廢氣監(jiān)測過程中存在的問題進(jìn)行深入研究和討論。除此之外，可以定期選派優(yōu)秀的監(jiān)測人員學(xué)習(xí)先進(jìn)的監(jiān)測經(jīng)驗及監(jiān)測技術(shù)，從而有效提升監(jiān)測隊伍的專業(yè)水平。

5.8 制定質(zhì)量控制措施

工作人員接到監(jiān)測任務(wù)后，要根據(jù)企業(yè)的情況和相關(guān)規(guī)范制定計劃，并從監(jiān)測人員到儀器設(shè)備實施具體的質(zhì)量控制措施，由負(fù)責(zé)質(zhì)量控制管理的相關(guān)部門對監(jiān)測人員進(jìn)行監(jiān)督，對整項監(jiān)測工程的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保監(jiān)測現(xiàn)場的安全以及監(jiān)測質(zhì)量。

6 結(jié)語

總之，在固定污染源廢氣監(jiān)測過程中，需要了解廢氣監(jiān)測工作的主要特點，并且要根據(jù)廢氣監(jiān)測的相關(guān)原則保證廢氣監(jiān)測工作的規(guī)范。在實際的固定污染源廢氣監(jiān)測工作中，所測量和采集的數(shù)據(jù)受到溫度、濕度以及生產(chǎn)狀況等多方面因素的影響，其穩(wěn)定性會降低，這使實際的環(huán)境廢氣監(jiān)測工作具有更大的難度。所以，要做好廢氣監(jiān)測的前期準(zhǔn)備工作，并且對監(jiān)測質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，以提高廢氣監(jiān)測工作的有效性。