環(huán)境空氣和廢氣樣品采集細節(jié)問題探討

張翠菊

（山東省菏澤生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 菏澤 274000）

環(huán)境監(jiān)測工作是生態(tài)文明建設(shè)的主要保障。環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)是客觀評價環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和變化趨勢的基礎(chǔ)依據(jù)，也體現(xiàn)了環(huán)境污染管理的效果，保障了相關(guān)環(huán)境保護法律和標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況以及其他管理決策的實施。唯有提高對現(xiàn)場采樣活動的科學(xué)性和合理性，關(guān)注實際情況并合理化掌握具體細節(jié)，才能保證對樣本監(jiān)測成果的準(zhǔn)確性、有效性與可比性，而抽樣過程中的檢測誤差，也是環(huán)境監(jiān)測的薄弱環(huán)節(jié)。

1 污染源廢氣樣品采集方法

1.1 直接采集法

直接采集法是指直接在氣體采樣器中收集空氣樣本，并對收集的氣體樣本加以檢驗或進行實驗室分析。該方法需要較高探測器濃度和對儀器高靈敏度的蒸汽船或氣體探測器，為準(zhǔn)確分析收集的樣本，通常并不采用現(xiàn)場自動采集的方法。直接采集法得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)僅是樣本的瞬時或短期測定濃度，有以下幾種方法：

1.1.1 注射器法

該方法的采集器通常使用體積為50～200 mL的氣密注射器。用樣氣凈化取樣器現(xiàn)場取樣，先取樣氣4～5次，最后密封進氣口。在樣品運輸過程中，進氣孔應(yīng)向下，活塞應(yīng)朝上，以使其盡可能直立?；钊亓τ糜趯悠繁３衷谔结樦械恼龎毫ο拢员苊饪諝鉂B入影響測試結(jié)果[1]。

1.1.2 氣袋采樣法

這種方法所使用的氣體采集器是一種汽車氣囊。選用塑料袋時要謹(jǐn)慎，盡可能選用不能吸收或阻礙試樣的惰性材質(zhì)以降低誤差。而在現(xiàn)場收集試樣時，首先應(yīng)利用塑料采集器的吸入式氣囊取樣器泵送試模后，對氣體采集袋沖洗4～5次再進行試樣的收集工作。目前一般采用的氣體采集袋包括1-10 L鋁箔材質(zhì)氣體采集袋、PVC氣體采集袋、PTFE氣體采集袋等。

1.1.3 真空容器法

此方法用于不銹鋼或玻璃瓶進行取樣。采集樣品前，必須清空容器，將壓力保持在0.1 kPa以下。將供氣頭與取樣點進行調(diào)節(jié)后，應(yīng)打開活塞閥以采集樣品。

1.2 濃縮采樣法

濃縮采樣法是指通過空氣采集器吸收、吸附并儲存檢測樣本中的化合物，并從采集器中富集檢測樣本。該方法通常用于日常檢測，如《固定污染源排氣中二氧化硫的測定碘量法》（HJ56-2000）中氨基磺酸銨水溶液吸收廢氣中二氧化硫、在《空氣和廢氣顆粒物中鉛等金屬金屬元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ657-2013）中用濾筒收集廢氣中的空氣顆粒物。

2 環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測及主要流程分析

2.1 環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測及有關(guān)內(nèi)容分析

大氣對人類健康有重大影響。在污染方面，廢氣排放不僅導(dǎo)致大氣污染，而且直接導(dǎo)致人體免疫力下降等諸多健康問題。因此，在污染源有效監(jiān)測廢氣，加強廢氣監(jiān)測的安全和質(zhì)量控制，是促進污染控制和改善污染現(xiàn)狀的有效措施。

其中，在對環(huán)境污染源中廢氣監(jiān)測時，需要注意的主要內(nèi)容如下：

（1）在監(jiān)測污染源產(chǎn)生的廢水廢氣時，盡管一些企業(yè)已采取有效的處理措施來消除廢氣造成的污染，但對廢氣中有害物質(zhì)的處理尚未充分完成，因此有必要在現(xiàn)場監(jiān)測中加強對廢氣中有害物質(zhì)及其濃度的有效監(jiān)測，并確保監(jiān)測過程的安全性，以降低對監(jiān)測人員的健康產(chǎn)生的危害。

（2）應(yīng)使用適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測設(shè)備和工具對污染源進行廢氣監(jiān)測。因此，有效監(jiān)測和控制相關(guān)監(jiān)測工具設(shè)備也是確保安全開展廢氣監(jiān)測的關(guān)鍵因素。應(yīng)注意的是，對于排氣監(jiān)測設(shè)備的處理不當(dāng)，會威脅到排氣管源頭的正常工作以及相關(guān)人員的生命安全，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

（3）由于污染源廢氣監(jiān)測大多在高溫等惡劣環(huán)境下進行，如果監(jiān)測過程中無法確保控制人員的安全，也會導(dǎo)致監(jiān)測人員死亡的事故，對促進污染源廢氣的有效監(jiān)測和污染控制產(chǎn)生不利影響[2]。

2.2 環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測的流程

2.2.1 監(jiān)測準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作是監(jiān)測污染源的第一步。監(jiān)測人員必須勘察和分析現(xiàn)場環(huán)境，通過詳細分析了解整個區(qū)域的環(huán)境條件，更好地實施廢氣監(jiān)測。在勘察期間，主要分析和總結(jié)了污染源的特征、排放源的設(shè)置和排放位置，以獲取詳細的信息。研究結(jié)果表明，還應(yīng)根據(jù)測量數(shù)據(jù)對設(shè)備進行維修以確保設(shè)備能夠在沒有監(jiān)督的情況下完成監(jiān)測工作，從而促進監(jiān)測工作的順利進行。

2.2.2 采樣點設(shè)置

采樣點的設(shè)定是一個關(guān)鍵的工作，只有保證采樣點的合理設(shè)定，才能提高監(jiān)測成果的準(zhǔn)確性。而根據(jù)我國《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》中相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定，在排放監(jiān)測階段，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國家的具體規(guī)范，選擇取樣地點和計算排放點。在確定采樣點時，盡量避開對監(jiān)測人員的操作構(gòu)成危險的地方，如大截面變化、彎頭和煙霧，并盡量使用垂直管段。

2.2.3 樣品采集

采樣是污染源廢氣監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)之一。在樣品采集、監(jiān)測和分析過程中，樣品的采集和處理應(yīng)在采樣點設(shè)置后進行。在進行污染源監(jiān)測廢氣采樣時，最常用的采樣方法包括密度采集法和連續(xù)采集法。如果發(fā)射源的一次性發(fā)射時間小于1 h，則可連續(xù)采集樣品。如果發(fā)射源的一次性發(fā)射時間超過1 h，則可通過適合的采集方法采集樣品[3]。

3 環(huán)境空氣和廢氣采樣注意的細節(jié)問題

3.1 使用富集方法采樣的細節(jié)問題

3.1.1 溶液吸收采樣法

采樣效果和吸取方法的溶解度都與吸取溶液中氣泡的存在、氣泡直徑大小以及吸取瓶特性直接相關(guān)。而采樣效果和溶解速度也決定于吸收瓶中氣泡出現(xiàn)的時間，而吸取液在樣品中的溶解度和穩(wěn)定性也是必須解決的問題，由于吸取液與所采集的溶劑之間的穩(wěn)定性不好，容易引起空氣氧化。同時在日光、高溫和相對濕度較高時也容易引起空氣氧化。

3.1.2 固體吸附劑富集

用這種方法取樣時，應(yīng)注意確定取樣量。當(dāng)吸附劑確定時，還應(yīng)限制采樣的流量和持續(xù)時間，并使采樣管中最后三分之一的吸收物質(zhì)不到總數(shù)的百分之十（相應(yīng)的樣品體積稱為滲透體積）。滲透體積主要與試樣和吸附劑的特性、試樣的濃度和共存特性、溫度、環(huán)境濕度、取樣流量等因素相關(guān)。

3.2 采樣器具準(zhǔn)備工作中的細節(jié)問題

3.2.1 檢查采樣器具

采樣前后，必須采用溶液吸收法檢查管路是否清潔完整并加以更換。檢查使用的吸收杯是否滿足阻力與吸收效果的要求，氣泡擴散是否均勻。吸附管必須選擇10%的樣品進行空白和解吸效果試驗，并及時更換過濾器防塵層和設(shè)備干燥器。一旦干燥泵中的有機硅變色，應(yīng)予以更換。

3.2.2 檢查取樣裝置與容器的空氣密封性

選擇適當(dāng)數(shù)量的吸附管，必要時連接到取樣裝置上，并檢查空氣密封性?，F(xiàn)場取樣時，必須嚴(yán)格檢查真空罐、氣囊、注射罐等容器的氣密性，以避免其他氣體混入、試樣丟失、氣瓶泄漏等問題，并確保試樣的有效性。

3.2.3 取樣前后

取樣系統(tǒng)的流量應(yīng)由流量缺陷小于5%的標(biāo)準(zhǔn)認證流量計進行驗證，并通過經(jīng)校準(zhǔn)的孔板流量計檢測顆粒取樣器流量變化。當(dāng)流速指示器故障值大于采樣流量變化的2%時，校正探頭流量，宜采用經(jīng)國家批準(zhǔn)的氣體溫計檢測反應(yīng)器溫度數(shù)值；當(dāng)偏差達到±2 ℃時，應(yīng)及時校正取樣器，探頭式氣壓傳感器宜由合格的氣壓表進行檢測，當(dāng)偏差達到±2 ℃時，應(yīng)對取樣器壓力進行適當(dāng)校正。

3.2.4 取樣工具和容器的選擇

取樣工具和容器應(yīng)基于與分析部件相關(guān)的最可靠的試驗結(jié)果進行選擇，并且有必要仔細評估和驗證取樣工具部件（如管道、密封劑、金屬或塑料部件）是否正確。應(yīng)根據(jù)控制裝置的要求選擇裝有取樣設(shè)備和適當(dāng)材料的容器。由于容器材料吸附到環(huán)境樣品中的某些組分上而導(dǎo)致的取樣組分損失是一個不容忽視的誤差源。

4 環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測的安全防護與質(zhì)量控制分析

結(jié)合對污染源和關(guān)鍵廢氣監(jiān)測流程以及污染源廢氣安全保護質(zhì)量控制相關(guān)問題的分析，監(jiān)測并提高廢氣監(jiān)測的安全性和質(zhì)量，應(yīng)從以下幾方面進行控制和改善。

4.1 采樣位置安排及其安全防護與質(zhì)量控制分析

采樣現(xiàn)場的安全和質(zhì)量控制程序，不僅要求控制人員在進行監(jiān)測之前要充分了解并嚴(yán)格控制其生產(chǎn)工藝流程和主要廢氣排放裝置，以便有效鎖定廢氣排放的濃度和程度，在采樣點做出合理安排。在具體工作中，有必要對采樣點進行全面詳細地分析。鑒于對環(huán)境污染治理指標(biāo)信息的監(jiān)測以及對工藝流程的審查、了解，還應(yīng)加強對污染現(xiàn)場監(jiān)測水平和位置的詳細研究。同時應(yīng)注意對采樣位置進行合理安排和分析，考慮管道的垂直截面，避免在某些部分（如截面和曲線）取樣，但不得超過閥門尺寸的六倍。選擇超過上封頭直徑三倍的曲線作為最合理的取樣點，以確保取樣位置的合理性，并確保廢氣監(jiān)測的準(zhǔn)確性、安全性和質(zhì)量。

4.2 加強對工況排量的測定和控制分析

在污染源方面，涉及廢氣安全保護和質(zhì)量控制的實時工作條件存在很大的不確定性，導(dǎo)致廢氣排放量發(fā)生變化，對廢氣監(jiān)測的實施產(chǎn)生一定影響。此外，由于不同工作條件下的現(xiàn)場情況不同，排氣材料的成分也不同。因此，有必要加強對廢氣排放的測量和控制，以避免對污染源排氣管監(jiān)測結(jié)果的影響。

4.3 加強濾筒使用的前期處理

通過污染源排放煙塵的過濾筒泵對廢氣進行監(jiān)測，如捕集設(shè)備，主要由鋼制翡翠濾芯和玻璃纖維過濾器組成。其中，過濾器的預(yù)處理和制備起著非常重要的作用，影響著污染源廢氣監(jiān)測的安全和質(zhì)量控制。

5 結(jié)論

就環(huán)境污染而言，廢氣污染是污染擴散的重要途徑，控制廢氣污染是非常必要的。廢氣污染的處理離不開廢氣監(jiān)測，在廢氣手動監(jiān)測控制過程中，做好安全保障工作是保證監(jiān)測人員生命健康的重要環(huán)節(jié)。因此，在監(jiān)測之前，相關(guān)人員需要充分了解整個監(jiān)測過程，并做好安全檢測工作。其次，為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，要不斷加強監(jiān)測人員的監(jiān)測技術(shù)，進一步加強對監(jiān)測人員的監(jiān)督，并通過講座和訓(xùn)練，讓他們逐漸意識到監(jiān)測工作的必要性，從而促使他們越來越關(guān)注監(jiān)測工作。