《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明_第1頁
《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明_第2頁
《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明_第3頁
《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明_第4頁
《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明_第5頁
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文檔簡介

1《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》編制說明1項目背景1.1任務(wù)來源依據(jù)原環(huán)境保護部辦公廳《關(guān)于開展2014年度國家環(huán)境保護標準項目實施工作的通知》(環(huán)辦函〔2014〕411號)要求,《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》被列入2014年標準制定項目,項目編號為2014-50。項目承擔單位為中國環(huán)境監(jiān)測總站,協(xié)作單位為上海市環(huán)境監(jiān)測中心。1.2工作過程1.2.1成立標準編制組中國環(huán)境監(jiān)測總站于2014年7月承擔了《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》的標準編制工作。接到標準編制工作任務(wù)后,中國環(huán)境監(jiān)測總站成立了標準編制組(以下簡稱“編制組”按照任務(wù)書的要求,制定了標準編制計劃與任務(wù)分工。1.2.2查閱相關(guān)資料,調(diào)研市場儀器2014年~2015年,根據(jù)原國家環(huán)境保護總局《國家環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法》(2006年41號公告)、《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求編制技術(shù)導則》(HJ454-2009)和《環(huán)境保護標準編制出版技術(shù)指南》(HJ565-2010)的相關(guān)規(guī)定,首先查閱氨(NH3)和硫化氫(H2S)的理化性質(zhì)、污染來源和環(huán)境危害,了解其主要的理化性質(zhì)和污染特點;然后調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)標準和文獻資料,以及國內(nèi)外環(huán)境空氣氨和硫化氫監(jiān)測的最新研究進展,總結(jié)監(jiān)測原理、運維質(zhì)控要求、技術(shù)指標及檢測方法等。經(jīng)分析和討論,確定了標準制訂的原則和技術(shù)路線,形成了本標準的開題論證報告、標準初稿草案以及相關(guān)技術(shù)指標驗證測試方案。1.2.3開題論證,確定標準制定的技術(shù)路線2015年2月,由原環(huán)境保護部科技標準司和監(jiān)測司在北京組織召開了本標準的開題論證會,與會專家聽取了編制組所作的標準開題論證報告和標準初稿內(nèi)容介紹,經(jīng)質(zhì)詢、討論,認為編制組提供的材料齊全、內(nèi)容詳實完整;對國內(nèi)外相關(guān)標準及文獻進行了充分調(diào)研;標準主要內(nèi)容及編制標準的技術(shù)路線合理、可行。同時提出具體修改意見。論證意見主要有:1、將標準名稱改為:環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范;2、由于目前系統(tǒng)安裝數(shù)量及運行數(shù)據(jù)量不足,有關(guān)運行和質(zhì)控的相關(guān)技術(shù)規(guī)范延期另行制訂;3、注意與相關(guān)質(zhì)量標準、排放標準的銜接。2編制組按照開題論證會的專家意見,將原標準拆分為《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》,分別逐步開展研究工作;并按照要求對標準內(nèi)容進行修改。1.2.4開展實驗研究工作,組織方法驗證編制組根據(jù)開題論證會確定的技術(shù)方案、論證意見和驗證測試方案,選取了目前國內(nèi)使用比較廣泛的儀器,于2020年11月~2022年6月在上海、北京開展性能指標的實驗室驗證測試研究工作。通過實驗室測試和對環(huán)境空氣長時間的自動監(jiān)測,編制組梳理了實驗室技術(shù)指標測試數(shù)據(jù)、環(huán)境空氣樣品監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行質(zhì)控記錄,結(jié)合我國環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)相關(guān)儀器運行維護規(guī)范等要求,進一步完善了標準征求意見稿初稿,完成標準編制說明及驗證試驗報告。1.2.5征求意見稿站內(nèi)審議會按照《中國環(huán)境監(jiān)測總站環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法》的要求,2022年3月25日,中國環(huán)境監(jiān)測總站科技處組織召開《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》標準征求意見稿的站內(nèi)審議會,專家對標準征求意見稿及編制說明進行了審議,提出如下審議意見:1、編制組編制的標準文本及編制說明較全面、規(guī)范,基本滿足征求意見稿的要求;2、按照HJ565等標準編制要求,根據(jù)專家意見,對標準文本及編制說明進行進一步規(guī)編制組按照征求意見稿站內(nèi)審議會的專家意見,對標準及編制說明的內(nèi)容和格式進行了修改完善。1.2.6征求意見稿專家集中審查會2023年4月25日~4月26日,生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司組織召開標準專家集中審查會,對《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》的征求意見稿及編制說明進行了審議,并提出以下意見:1、在一個標準中規(guī)范安裝、驗收、運行和質(zhì)控的技術(shù)要求;2、按照HJ565進一步規(guī)范文本格式;3、補充完善國內(nèi)外儀器設(shè)備調(diào)研情況,包括主要儀器廠商、品牌、型號及紫外熒光法硫化氫全部儀器的轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù);4、補充完善驗證報告數(shù)據(jù)。編制組按照專家集中審查會的專家意見,將《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》的征求意見稿與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》的征求意見稿內(nèi)容合并為《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》征求意見稿,并將編制說明3的內(nèi)容合并。編制組進一步調(diào)研國內(nèi)外儀器設(shè)備情況,在編制說明中補充國內(nèi)外主要儀器廠商、品牌、型號、原理等信息;在編制說明中補充紫外熒光法硫化氫儀器轉(zhuǎn)化效率測試數(shù)據(jù),并補充完善驗證報告內(nèi)容;按照HJ565進一步規(guī)范了文本格式。1.2.7征求意見稿技術(shù)審查會2023年7月18日,生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司組織召開標準征求意見稿技術(shù)審查會,對《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》的征求意見稿及編制說明進行了審議,并提出以下意見:1、標準名稱修改為《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》;2、規(guī)范性附錄A內(nèi)容調(diào)整至標準文本正文;3、按照《環(huán)境保護標準編制出版技術(shù)指南》(HJ565-2010)對標準文本和編制說明進行編輯性修改。編制組按照征求意見稿技術(shù)審查會的專家意見,修改標準名稱,將附錄A內(nèi)容調(diào)整至標準文本正文,并對標準及編制說明的內(nèi)容和格式進行了修改完善。2標準制訂的必要性分析2.1氨、硫化氫的環(huán)境危害2.1.1物化特性及來源常溫下氨是一種無色氣體,有強烈的刺激氣味,它極易溶于水,常溫常壓下1體積水可溶解700體積氨,其水溶液被稱為氨水。氨有廣泛的用途,是世界上產(chǎn)量最多的無機化合物之一,它是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料,也是食物和肥料的重要成分,還是許多藥物直接或間接的組成物質(zhì)。環(huán)境空氣中的氨是一種惡臭污染物,其嗅閾值低、來源廣泛,在環(huán)境空氣中濃度變化較大,工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人居生活都存在氨的點源、面源排放。20世紀初期,合成氨工藝(哈伯-博施)的發(fā)明使全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力得到大幅提升,從1950年至2000年,全球糧食產(chǎn)量增長近3倍,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的大幅提升也引發(fā)了其他問題:由于氮素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用效率低下,大量活性氮進入環(huán)境中,氨作為重要的活性氮,其濃度也大大提升。農(nóng)業(yè)活動目前是全球大氣中氨的最大來源,我國氨排放總量在2012年達到9.7×106t,農(nóng)業(yè)畜牧養(yǎng)殖和氮肥施用分別占51.9%和29.1%。除此之外,氨的主要來源還包括生物質(zhì)燃燒、海洋和化石燃料等。近年來,工業(yè)排放、人類活動等因素的影響在逐步增大,尤其是工業(yè)排放的氨,在一定程度上可影響小范圍區(qū)域的大氣質(zhì)量和環(huán)境狀態(tài)[1]。硫化氫是一種無色、有刺激性氣味的氣體,在標準狀態(tài)下是一種易燃的酸性氣體,低濃度時有臭雞蛋氣味,濃度極低時有硫磺味。硫化氫有劇毒,有較強的水溶性,且易溶于醇類、石油溶劑和原油,是一種易燃?;?,與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸[2]。硫化氫是一種重要的化學原料,用于合成熒光粉、電放光、光導體、光電曝光計等,它還可以用于金屬精制、農(nóng)藥、醫(yī)藥、催化劑再生及制取各種硫化物。此外,它還能用于制造無機硫化物,開展化學分析(如鑒定金屬離子)。硫化氫來源廣泛,其產(chǎn)生于天然氣凈化、石油煉制、煤氣制造、制革、制藥等,還產(chǎn)生于天然形成、人類活動等。另外,4有機物分解、冶煉、廢水處理、填埋等過程也是硫化氫的重要產(chǎn)生源。在高含硫油氣田開采和加工時,有可能產(chǎn)生大量的硫化氫氣體。在煉制過程中產(chǎn)生的硫化氫一旦泄漏,會腐蝕操作設(shè)備,造成巨大的財產(chǎn)損失,甚至會引起重大人員傷亡事件。煤炭開采也是如此,隨著近年來開采量逐年增加,越來越多的礦井發(fā)現(xiàn)有硫化氫異常,濃度異常的硫化氫會對煤礦開采進程和井下工作人員安全健康產(chǎn)生嚴重影響。與氨一樣,硫化氫也是一種惡臭污染物。硫化氫等含硫組分氣體是我國生活垃圾填埋場的主要臭氣體成分,其在填埋場臭氣濃度中約占4.47%~10.92%;在很多城市垃圾填埋場工作面上方空氣中,硫化氫濃度高達800mg/m3。2.1.2影響水土環(huán)境大量氨進入環(huán)境,會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生諸多負面影響[3]。氨在大氣中壽命雖然較短,但其極易溶于水,形成較為穩(wěn)定的銨離子(NH4+),銨離子較長的壽命可實現(xiàn)遠距離的輸送遷移。氨會通過大氣干、濕沉降回到陸地和水體,引起較廣范圍的土壤酸化、森林退化和水域富營養(yǎng)化等問題,還可能影響降水變化等。氨進入陸地生態(tài)系統(tǒng),會改變植物群落中物種間的競爭格局:喜氮植物數(shù)量增加,限制了其他物種的生長和發(fā)展,從而降低了系統(tǒng)的物種多樣性。硫化氫相比環(huán)境大氣具有更大的比重,因此其沉積效應(yīng)十分明顯。硫化氫存在于大氣環(huán)境中,除一般的消解反應(yīng)外,沉積至水體和土壤是重要的遷移轉(zhuǎn)化路徑。硫化氫具有較大的水溶性,且其本身為酸性氣體,溶于水和土壤時,會造成水體和土壤的弱酸性化,影響水土質(zhì)量。當硫化氫濃度較高,或長時間持續(xù)影響時,會造成水土環(huán)境的不可逆變化,導致水土生態(tài)被破壞。2.1.3影響大氣環(huán)境氨是大氣細顆粒物(PM2.5)形成的重要因素。作為大氣環(huán)境中唯一能夠大量存在的堿性氣體,既是大氣酸性成分最主要的中和劑,也是大氣中第三大含氮化合物。氨是形成二次氣溶膠粒子的重要前體物,因其呈堿性,易與大氣中的酸性前體物(如二氧化硫和氮氧化物)反應(yīng),生成多種銨鹽,如硫酸銨、硝酸銨等[4],這些銨鹽能有效促進PM2.5的形成,穩(wěn)定在PM2.5中形成二次無機氣溶膠,并顯著影響大氣能見度,進而誘發(fā)霧霾污染,特別是在人口密集的城市。張會濤[5]等對武漢市PM2.5化學組分進行分析,發(fā)現(xiàn)有機碳、硫酸鹽和銨鹽質(zhì)量分數(shù)排名前三,總計達到40%,其來源主要有工業(yè)及機動車排放,揚塵的影響也不容忽視;肖致美[6]等對2017年~2019年天津市PM2.5主要組分進行分析,發(fā)現(xiàn)硝酸鹽和銨鹽質(zhì)量分數(shù)逐年上升;譚靜瑤[7]等對邯鄲市PM2.5化學組分進行分析,發(fā)現(xiàn)以銨鹽為代表的二次無機鹽是PM2.5的關(guān)鍵成分,在污染中起重要作用;金丹[8]等人研究發(fā)現(xiàn),銨鹽在上海超過PM2.5質(zhì)量濃度的10%,其來源直接指向環(huán)境空氣中高含量的氨;在紐約夏季和冬季的PM2.5中,銨化二次氣溶膠的質(zhì)量分數(shù)分別為42%和58%;Horvath[9]發(fā)現(xiàn)銨鹽細顆粒物對整個可見光區(qū)的消光性遠遠超過硫酸鹽等物質(zhì),在大氣能見度上影響巨大。此外,氨雖然不是溫室氣體,但是它能通過不同的氧化反應(yīng)生成一氧化二氮(N2O)和一氧化氮(NO)。一氧化二氮是一種溫室效應(yīng)極強的氣體,一氧化氮則會參與一系列大氣反應(yīng),在對流層中生成臭氧,造成光化學污染。硫化氫是大氣中廣泛存在的酸性氣體,其遷移傳輸途徑較廣,轉(zhuǎn)化途徑包括了氧化反應(yīng)、5微生物轉(zhuǎn)化以及其他大氣化學反應(yīng),可以對大氣造成不同類型的影響,如推動酸雨形成、硫酸鹽形成、有機硫化物形成和其他含硫化合物的形成等。2.1.4危害人體健康氨的溶解性很高,很容易吸附在皮膚黏膜和眼結(jié)膜上,它對接觸的組織有腐蝕和刺激作用,會刺激皮膚和眼結(jié)膜,嚴重時可引發(fā)炎癥[10,11]。此外,氨能夠吸收組織中的水分,使組織蛋白變性、組織脂肪皂化,從而破壞細胞膜結(jié)構(gòu),減弱人體對疾病的抵抗力。氨也能使血管松弛,高濃度的氨可導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂,引發(fā)神經(jīng)功能衰竭甚至昏迷。有研究表明,長期接觸由氨形成的PM2.5是造成心肺等高死亡率疾病的重要原因。硫化氫的比重比空氣大,在環(huán)境空氣中具有沉積作用,難以擴散,容易造成較大危害。研究表明,硫化氫對人體的健康危害體現(xiàn)在物理、呼吸和神經(jīng)毒害等方面,硫化氫是一種強烈的神經(jīng)毒素,對粘膜有強烈刺激作用,此外,其具有急性劇毒,低濃度的硫化氫會對呼吸道和眼睛有刺激作用,并引起頭痛;人體過多接觸或吸入硫化氫時,可能產(chǎn)生多方面的健康危害:一是血中高濃度硫化氫可直接刺激頸動脈竇和主動脈區(qū)的化學感受器,導致反射性呼吸抑制;二是硫化氫可直接作用于大腦,引起昏迷、呼吸中樞和運動中樞麻痹;硫化氫還是細胞色素氧化酶的強抑制劑,能與線粒體內(nèi)膜呼吸鏈中的氧化酶結(jié)合,抑制電子傳遞和氧的利用,引起細胞缺氧,由于腦組織對缺氧最為敏感,最易受到損傷;三是硫化氫可引起呼吸暫?;蚍嗡[等,導致血氧含量降低,發(fā)生多器官功能衰竭。1950年11月墨西哥的波査·里加城工廠發(fā)生事故,大量硫化氫從設(shè)備泄漏后進入市區(qū),造成320人急性中毒,22人死亡。2.1.5異味投訴防控的需要氨和硫化氫是環(huán)境空氣中最常見、最典型的無機惡臭污染物,也是產(chǎn)生居民投訴的重要來源之一,異味投訴發(fā)生面極廣。其在工業(yè)園區(qū)帶來的廠群矛盾和生態(tài)環(huán)境影響日益突出。2.2相關(guān)生態(tài)環(huán)境標準和環(huán)境管理工作的需要我國PM2.5濃度整體處于高位,來源解析的復雜性仍然是一大難題。氨是顆粒物形成的重要因素,深入研究其生成機理,是開展科學治污、精準治污、依法治污的支撐,因此,高質(zhì)量的氨監(jiān)測數(shù)據(jù)具有重要意義。2021年,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《“十四五”全國細顆粒物與臭氧協(xié)同控制監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能力建設(shè)方案》[12],針對PM2.5和臭氧復合污染的問題,著力增強監(jiān)測服務(wù)、支撐、保障大氣污染防治水平,明確提出了光化學監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和PM2.5組分監(jiān)測的要求。方案中提出,在現(xiàn)有監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上進行補充建設(shè),要求在京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原(北京、天津、河北、山西、山東、河南和陜西等)和PM2.5年均濃度未達標的城市開展顆粒物組分、氨和氣溶膠垂直分布等的監(jiān)測。將氨的在線監(jiān)測列為重點監(jiān)測的內(nèi)容。氨和硫化氫屬于無機惡臭物質(zhì),我國現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)[13][14]中雖然包含了氨和硫化氫,但僅規(guī)定了排污單位惡臭污染物的排放限值、監(jiān)測和監(jiān)控要求,對于環(huán)境空氣中氨和硫化氫污染的排放、監(jiān)測和限值等方面均缺少相應(yīng)的技術(shù)要求和規(guī)范。氨的限值在一些行業(yè)領(lǐng)域有相應(yīng)的規(guī)定,《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》(GBZ2-2019)6[15]規(guī)定工作場所空氣中氨的8h工作日的平均容許接觸水平為20mg/m3,硫化氫最高容許濃度為10mg/m3;《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》(GB/T18883-2022)[16]規(guī)定,室內(nèi)空氣中氨小時濃度均值不得超過0.2mg/m3;《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)[17]規(guī)定,水泥窯利用氨水、尿素等含氨污染物質(zhì)作為還原劑,去除煙氣中氮氧化物,新建項目有組織排放氨限值為10mg/m3,廠界氨限值為1.0mg/m3;《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》(GB16171-2012)[18]規(guī)定,硫氨結(jié)晶干燥工段新建項目有組織排放氨限值為30mg/m3,廠界氨限值為0.2mg/m3,廠界硫化氫氣體限值為0.01mg/m3。2.3現(xiàn)行標準實施情況及不足我國現(xiàn)行的涉及環(huán)境空氣氣態(tài)污染物氨和硫化氫的主要監(jiān)測/分析標準見表1。表1我國氨和硫化氫主要監(jiān)測/分析方法環(huán)境空氣和廢氣三只無臭袋中的二只充入無臭空氣,另一只充放監(jiān)控點空氣和固定污染源廢氣樣品惡臭污染環(huán)境監(jiān)放源和無組織排放法氨在溶液中轉(zhuǎn)化為銨離子,銨離子濃度和電極環(huán)境空氣氨的測定次氯酸鈉-水氨被稀硫酸吸收后,生成硫酸銨。銨離子與水比環(huán)境空氣和廢氣用稀硫酸溶液吸收空氣中的氨,生成的銨離子與納氏試劑反應(yīng)生成黃棕色絡(luò)合物,該絡(luò)合物環(huán)境空氣中氨的測環(huán)境空氣氨、甲酸吸收后,用陽離子色譜柱交換分離,電導檢環(huán)境空氣和固定污染源無組織排放監(jiān)醚和二甲二硫的氣體進入色譜柱分離,由火焰光度檢測器惡臭污染源和環(huán)境居住區(qū)大氣中硫化氫衛(wèi)生檢驗標硫化氫被氫氧化鎘懸浮液吸收,在硫酸溶液中與對氨基二甲基苯胺溶液和三氯化鐵溶液作用場所空氣中的硫化氫碘量法、亞甲藍法、乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢《空氣質(zhì)量惡臭的測定三點比較式臭袋法》(HJ1262-2022)[19]和《惡臭污染環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ905-2017)[20]標準中規(guī)定了環(huán)境空氣中惡臭污染的監(jiān)測技術(shù),但該標準僅適用于采用實驗室分析方法開展環(huán)境空氣中的惡臭污染監(jiān)測,且不區(qū)分污染物種類,監(jiān)測結(jié)7果僅用無量綱的臭氣濃度表示。實驗室測試方法中,吸收液容易受到環(huán)境影響而變質(zhì),采樣過程中氣體易吸附或氧化從而影響測量準確性[21],且這些方法不能夠?qū)崟r、在線監(jiān)測氨和硫化氫氣體濃度。開展環(huán)境空氣氨和硫化氫的連續(xù)自動監(jiān)測,可以保證數(shù)據(jù)連續(xù)性,實時監(jiān)測污染物濃度變化,對于開展污染物源解析和污染物預警工作具有更好的指導意義;自動監(jiān)測方法有較低的檢出限,更適用于環(huán)境空氣氨和硫化氫的監(jiān)測;自動監(jiān)測設(shè)備相對操作簡單,維護較為便利,可以節(jié)約人力和時間。我國目前尚無針對環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)國家標準或行業(yè)標準,無法實現(xiàn)對該類儀器生產(chǎn)設(shè)計、應(yīng)用選型和性能檢測的規(guī)范和指導。目前市場上環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的產(chǎn)品日趨豐富,但方法原理有較大的差異性。目前在監(jiān)測技術(shù)上,國際上尚未形成統(tǒng)一的監(jiān)測方法,我國也未開展相關(guān)技術(shù)選型、技術(shù)指標摸索等基礎(chǔ)性研究,無法對監(jiān)測儀器的性能進行評估。在“十四五”期間全國將會有大量環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝,為規(guī)范環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、驗收、運行和質(zhì)控等,保證連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的準確性、可靠性,保證設(shè)備的有效運行,必須對環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控進行統(tǒng)一規(guī)范。與此同時,還可以填補我國相關(guān)方法標準空白,為當前和今后一定時期內(nèi)國家生態(tài)環(huán)境保護工作提供技術(shù)支持,完善國家生態(tài)環(huán)境保護標準體系。3國內(nèi)外氨、硫化氫監(jiān)測技術(shù)及安裝、驗收、運行和質(zhì)控研究進展3.1環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測方法3.1.1氨、硫化氫監(jiān)測方法氨和硫化氫嗅閾值較低,擴散性強,極易造成嚴重的大氣污染,二者具有極強的水溶性和粘附性,監(jiān)測難度極大。從實驗室分析的角度,多數(shù)氨監(jiān)測方法針對廢氣、排放源等氨濃度較高的場景,包括廢氣和空氣中常用的納氏試劑分光光度法、次氯酸鈉-水楊酸分光光度測定法、氨敏電極法等,其中納氏試劑分光光度法,以吸收液進行氨的固定,以分光光度法進行測量;次氯酸鈉-水楊酸分光光度法適用于惡臭源廠界及環(huán)境空氣中氨的測定;氨敏電極法適用于工業(yè)廢氣中氨的測定。此外,還有基于傳感器原理的電化學傳感器、電子鼻等技術(shù)方法[29],可以對園區(qū)及空氣中高濃度氨進行自動監(jiān)測。硫化氫監(jiān)測技術(shù)按其技術(shù)類型劃分主要包括化學檢測法和物理檢測法兩大類。按照測量原理,可分為化學方法、色譜法、光譜法、傳感器法等。其中依托于實驗室進行環(huán)境空氣硫化氫的測量包括氣相色譜法和亞甲基藍分光光度法等,適用于現(xiàn)場快速分析的包括碘量法和傳感器法等。傳統(tǒng)的實驗室分析方法,往往無法消除氨和硫化氫在采樣過程和分析過程產(chǎn)生的損失,其時間分辨率也無法有效反映大氣環(huán)境中污染物的變化趨勢和污染特點。隨著我國大氣環(huán)境污染管控加嚴,精度更高、穩(wěn)定性更強和時間分辨率更高的監(jiān)測數(shù)據(jù)成為現(xiàn)階段氨和硫化氫監(jiān)測的主要需求。實時監(jiān)測環(huán)境空氣中氨和硫化氫的污染水平,可以為污染物源解析及防治工作提供依據(jù),為改善我國大氣環(huán)境質(zhì)量提供有力技術(shù)支持。3.1.2環(huán)境空氣氨自動監(jiān)測方法8環(huán)境空氣氨自動監(jiān)測技術(shù),主要包括化學發(fā)光法、光腔衰蕩光譜法(CavityRingDownSpectroscopy,CRDS)、離軸積分腔輸出光譜法(OffAxisIntegratedCavityOutputSpectrosOA-ICOS)、差分吸收光譜法(DOAS,DifferentialOpticalAbsorptionSpectroscopy)、傅立葉變換紅外光譜法(FourierTransformationInfrared,F(xiàn)TIR)、可調(diào)諧激光吸收光譜法(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,TDLAS)、量子級聯(lián)激光吸收光譜法(QCLAS,QuantumCascadeLaserAbsorptionSpectroscopy)和光聲光譜法(PhotoAcousticSpectroscopy,PAS)等[29],各種技術(shù)方法具有不同的技術(shù)特點和應(yīng)用特性。具體如下:a)化學發(fā)光法化學發(fā)光法測量氨是基于一氧化氮連續(xù)自動監(jiān)測儀的監(jiān)測原理。一氧化氮監(jiān)測儀的監(jiān)測原理是,一氧化氮被氧化后轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)的二氧化氮(NO2*激發(fā)態(tài)的二氧化氮分子躍遷回基態(tài)時會發(fā)光,光信號強度與一氧化氮濃度呈線性關(guān)系,通過測量光信號強度,可以計算得到一氧化氮濃度?;瘜W發(fā)光法氨監(jiān)測儀設(shè)置兩條通道:一般稱為總氮(用TNx或Nt表示)通道和氮氧化物(NOx)通道,總氮通道設(shè)置有高溫催化轉(zhuǎn)換爐和高溫鉬轉(zhuǎn)換爐,將含氮物質(zhì)(NH3和NOx)都轉(zhuǎn)換為一氧化氮;氮氧化物通道設(shè)置有高溫鉬轉(zhuǎn)換爐,將氮氧化物轉(zhuǎn)換為一氧化氮。分別測量兩個通道的濃度,相減即得到氨的濃度。b)光腔衰蕩光譜法光腔衰蕩光譜法是基于密閉腔內(nèi)激光強度的衰減和時間的關(guān)系完成氨的定量[29]。一臺典型的光腔衰蕩光譜裝置包含激光光源和構(gòu)成諧振腔的高反射率反射鏡。當激光和諧振腔的模式共振時,腔內(nèi)光強會因相長干涉迅速增強。迅速切斷激光,從腔中逸出光強呈指數(shù)衰減。在衰減中,光在反射鏡間被來回反射了成千上萬次,由此帶來了幾到幾十公里的有效吸收光程。吸光物質(zhì)被放置在諧振腔內(nèi)時,腔內(nèi)光子的平均壽命會因被吸收而減少,通過測量光強衰減為之前強度的1/e所需要的時間,即“衰蕩時間”,可以計算腔內(nèi)吸光物質(zhì)的濃度。c)離軸積分腔輸出光譜法離軸積分腔輸出光譜法類似于光腔衰蕩光譜法,但該技術(shù)方法是直接通過測量腔的透射光強信號來分析計算腔內(nèi)介質(zhì)的吸收光譜,即以氨的吸收強度來完成定量。d)差分吸收光譜法差分吸收光譜法是利用空氣中的氣體分子的紫外、可見、紅外光譜區(qū)的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分,并根據(jù)吸收強度反演出氣體的濃度。利用氙燈等人工光源開展的主動DOAS技術(shù)不僅可以用于大尺度的區(qū)域監(jiān)測,而且還可以用于污染源的監(jiān)測,如水泥廠、化工廠以及突發(fā)的應(yīng)急事件等[4,29,30]。e)傅立葉變換紅外光譜法傅立葉變換紅外光譜法將紅外光準直成平行光出射,傳送一段距離后傳遞到干涉儀上。干涉儀將光束分成兩束射到各自的反射鏡上,其中一面鏡子可前后移動,使兩束光產(chǎn)生相位差,具有相位差的兩束光干涉產(chǎn)生信號幅度變化,形成干涉圖,通過快速傅立葉變換獲得氣體成分的光譜信息,最終得到待測分子物質(zhì)的濃度[29]。f)可調(diào)諧激光吸收光譜法、量子級聯(lián)激光吸收光譜法可調(diào)諧激光吸收光譜法以可調(diào)諧激光器作為光源,發(fā)射出特定波長激光束并穿過待測氣體,待測氣體中的氨分子吸收激光導致激光光強衰減,探測器接收端將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,9從而實現(xiàn)高靈敏快速監(jiān)測空氣中氨的濃度[29]。量子級聯(lián)激光吸收光譜法基于可調(diào)諧紅外激光吸收光譜技術(shù),將這種技術(shù)與有效的中紅外光源相結(jié)合,利用氨固有振動能級在中紅外波段的基頻吸收,獲得待測氣體的特征吸收光譜,從而對待測氣體進行定性和定量分析[31]。g)光聲光譜法光聲池內(nèi)的氣體分子吸收入射光能被激發(fā)到高能態(tài),通過自發(fā)輻射躍遷與無輻射躍遷回到低能態(tài)。在后一個過程中,能量轉(zhuǎn)化為氣體分子的平動和轉(zhuǎn)動動能,導致氣體溫度升高。在氣體體積一定的條件下,溫度升高,氣體壓力會增大。如果對入射光進行調(diào)制,光聲池內(nèi)的氣體溫度便會呈現(xiàn)與調(diào)制頻率相同的變化,進而導致壓強的變化,當調(diào)制頻率在聲頻范圍內(nèi)時,便產(chǎn)生光聲信號,實現(xiàn)氣體的測量[29]。3.1.3環(huán)境空氣硫化氫自動監(jiān)測方法環(huán)境空氣硫化氫自動監(jiān)測技術(shù),主要包括紫外熒光法、氣相色譜法和光腔衰蕩光譜法等[32,33,34]。具體如下:a)紫外熒光法紫外熒光法是目前監(jiān)測體系中應(yīng)用最多的技術(shù)方法,依賴于成熟的二氧化硫連續(xù)自動監(jiān)測儀分析技術(shù),將硫化氫高溫轉(zhuǎn)換為二氧化硫,基于激發(fā)態(tài)二氧化硫能量躍遷時發(fā)射的熒光強度對應(yīng)目標物濃度實現(xiàn)定量,是一種間接的測量方法。b)氣相色譜法氣相色譜法通過將采樣樣品注入色譜分析儀,硫化氫經(jīng)過色譜柱分離后,通過硫化物專用檢測器完成硫化氫的定量。該方法較多應(yīng)用于實驗室條件下,目前對硫化氫的測量存在一定的難度,檢出限也相對較高。c)光譜吸收法光譜吸收法主要包括差分吸收光譜法、光腔衰蕩光譜法、可調(diào)諧激光吸收光譜法、離軸積分腔輸出光譜法等技術(shù),基于硫化氫在特征波長光譜吸收的特點,遵循朗伯-比爾定律實現(xiàn)硫化氫的定性定量。d)傳感器法傳感器法特點是體積小、價格低,適合在一定區(qū)域內(nèi)大量布設(shè)安裝,但其檢測限較高,一般用于報警和較高濃度硫化氫測量,其原理主要分為以下3種:1)電化學硫化氫傳感器利用氣體與化學電極產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)來釋放電荷,根據(jù)電流強度與濃度的線性關(guān)系檢測硫化氫的濃度。2)金屬氧化物硫化氫傳感器的原理是,硫化氫進入傳感器后,根據(jù)氣體的吸附特點,硫化氫與氣敏材料(半導體)結(jié)合,導致電子轉(zhuǎn)移,使傳感器中半導體的電導率產(chǎn)生變化,根據(jù)硫化氫的濃度大小與阻值變化的關(guān)系來實現(xiàn)定量。3)光學硫化氫傳感器利用硫化氫的光學特性對其濃度進行定量。3.2環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測現(xiàn)狀3.2.1國外環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測的發(fā)展和現(xiàn)狀美國等發(fā)達國家在環(huán)境空氣和工業(yè)區(qū)邊界監(jiān)測(FencelineMonitoring)中,已開展大量環(huán)境空氣氨和硫化氫自動監(jiān)測。如德州休斯敦地區(qū)建成了“休斯頓區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)”(HoustonRegionalMonitoringNetwork,HRM監(jiān)測因子包括氨和硫化氫。此外,國外在氨和硫化氫的監(jiān)測技術(shù)上還有許多拓展性研究,如利用空間光學雷達,結(jié)合被動傳感器,能對全空間內(nèi)的惡臭氣體進行監(jiān)測,再通過多角度成像光譜,達到對其濃度的實時把控。3.2.2國內(nèi)環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測的發(fā)展和現(xiàn)狀目前,我國許多城市在環(huán)境空氣監(jiān)測站和大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)已經(jīng)配置了氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng),建設(shè)了自動監(jiān)測和污染風險監(jiān)控體系。上海市圍繞城市及郊區(qū)環(huán)境空氣,建設(shè)運行了近10套環(huán)境空氣氨連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng);在10個產(chǎn)業(yè)園區(qū)的邊界內(nèi)外、居民敏感區(qū)等區(qū)域,建設(shè)運行了近70套氨和硫化氫自動監(jiān)測系統(tǒng)。浙江和廣東等地區(qū)也廣泛開展了環(huán)境空氣氨和硫化氫自動監(jiān)測。由于當前國內(nèi)環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測缺乏儀器技術(shù)要求和檢測方法,安裝和驗收,運行和質(zhì)控等一系列標準,無法保證穩(wěn)定、準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。亟需開展研究,建立環(huán)境空氣氨和硫化氫監(jiān)測儀器標準體系。3.2.3國內(nèi)外主要環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測設(shè)備編制組調(diào)研了目前國內(nèi)外環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測設(shè)備的主要廠家,其儀器型號及原理方法等見表2和表3。表2為當前國內(nèi)外應(yīng)用較廣的環(huán)境空氣氨連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)清單,共計19個型號,技術(shù)原理上,主要包括化學發(fā)光法、光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法、差分吸收光譜法、可調(diào)諧激光吸收光譜法、量子級聯(lián)激光吸收光譜法和光聲光譜法等,其中點式分析儀14款,開放光程分析儀5款。表3為當前國內(nèi)外應(yīng)用較廣的環(huán)境空氣硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)清單,共計8個型號。技術(shù)原理上,主要包括紫外熒光法、光腔衰蕩光譜法和離軸積分腔輸出光譜法等。表2國內(nèi)外環(huán)境空氣氨監(jiān)測系統(tǒng)主要廠家及信息1爾23AQMS-600456789>1.5L/min信AR500S紫外差分吸收光譜法100m)可調(diào)諧激光吸收光譜法100m)紫外差分吸收光譜法100m)表3國內(nèi)外環(huán)境空氣硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)主要廠家及信息123AF22e456XHS2100B7>1.5L/min83.3國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)標準3.3.1國外氨、硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)標準研究美國:美國環(huán)保署(EPA)發(fā)布的QualityAssuranceHandbookforAirPollutionMeasurementSystem(空氣污染測量系統(tǒng)質(zhì)量保證手冊)VolumeⅡ40CFRPART53(2015)[35]中,針對環(huán)境空氣氣態(tài)污染物二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的氣態(tài)污染物分析儀以及PM2.5和PM10的顆粒物監(jiān)測儀的性能指標和檢測方法進行了規(guī)定,但未對其他氣態(tài)污染物如氨和硫化氫進行規(guī)定;QualityAssuranceHandbookforAirPollutionMeasurementSystemVolumeⅡ40CFRPART58(2015)[36]中,對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位設(shè)置、采樣頭位置、采樣管材質(zhì)及監(jiān)測路徑的選址及質(zhì)控提出了具體的要求,但僅是針對氣態(tài)污染物二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、揮發(fā)性有機物、PM2.5和PM10監(jiān)測設(shè)備及所在點位提出的要求,未對其他氣態(tài)污染物如氨和硫化氫進行規(guī)定。歐洲:歐盟BSEN14626-2005、BSEN14211-2005在一些方法標準中也對氣態(tài)污染物二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳監(jiān)測設(shè)備提出安裝、運行內(nèi)容的標準要求,但均未對其他氣態(tài)污染物如氨和硫化氫進行規(guī)定。綜上,國外對環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、驗收、運行和質(zhì)控缺乏統(tǒng)一的規(guī)范。表4國外環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳)連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范主要內(nèi)容位;3、可能影響校準的維修后;4、中斷運行一段時間后;5、有故障跡象時;6、在例行間隔內(nèi)。儀器校準主要包括零點校準的穩(wěn)定性、當前條件(溫度、壓力、電壓等天進行質(zhì)控檢查,然而質(zhì)控檢查的頻次要求僅僅是每2周一次。許多新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動校準,但是EPA認為可以采用自動校儀器維護包括預防性維護和設(shè)備零點跨度校準,校準頻次至少兩周一次;3、多點校準頻次要求3.3.2國內(nèi)氨、硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控技術(shù)標準研究我國常規(guī)大氣污染物自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、驗收、運行和質(zhì)控有較為成熟的體系文件《環(huán)3[37][38],其中規(guī)定了連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)需由采樣裝置、分析儀器、校準設(shè)備和數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備等組成,且規(guī)定了監(jiān)測站點關(guān)于選點、一般性建設(shè)要求、配電和輔助設(shè)施等的要求,還從安裝角度明確了監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)于采樣裝置、光路、設(shè)備安裝和數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)确矫娴募夹g(shù)要求。此外,標準中還明確了儀器調(diào)試、驗收的具體技術(shù)指標測試方法和要求,包括調(diào)試過程中需開展零點噪聲、最低檢出限、量程噪聲、示值誤差、量程精密度、24h零點漂移和量程漂移等技術(shù)指標測試,并需要試運行60d以上;驗收過程中需要開展示值誤差和24h漂移性能指標驗收、聯(lián)網(wǎng)驗收、機制及檔案驗收等,全面規(guī)范了監(jiān)測系統(tǒng)從選點到驗收的各個環(huán)節(jié)?!董h(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ664-2013)[39]中,對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位的規(guī)劃、設(shè)立、建設(shè)與維護等管理也有相關(guān)要求?!董h(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ818-2018)[40]對上述氣態(tài)污染物連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成與要求、日常運行維護要求、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等進行了規(guī)定,要求系統(tǒng)由空氣質(zhì)量監(jiān)測子站、中心計算機室、質(zhì)量保證實驗室和系統(tǒng)支持實驗室構(gòu)成。我國目前尚無針對環(huán)境空氣氨和硫化氫自動監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)國家標準或行業(yè)標準,本標準基于《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]、《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ655-2013)[38]、《環(huán)境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ817-2018)[41]和《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ818-2018)[40]的整體架構(gòu)要求,結(jié)合其他技術(shù)標準規(guī)范的工作基礎(chǔ)進行編制。標準規(guī)定了監(jiān)測系統(tǒng)的組成、安裝、驗收、運行和質(zhì)控的相關(guān)要求,包括系統(tǒng)原理與組成、安裝、調(diào)試、試運行與驗收、系統(tǒng)日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等。4標準制訂的基本原則和技術(shù)路線4.1標準制訂的基本原則本次標準制訂以科學性、先進性和可操作性為原則,根據(jù)《關(guān)于開展2014年度國家環(huán)境保護標準項目實施工作的通知》(環(huán)辦函〔2014〕411號按照《生態(tài)環(huán)境標準管理辦法》(生態(tài)環(huán)境部令〔2020〕第17號)的有關(guān)要求,將標準管理技術(shù)化和規(guī)范化,在我國現(xiàn)有標準、規(guī)范的基礎(chǔ)上,編制本標準。編制組調(diào)研了國內(nèi)外氨、硫化氫自動監(jiān)測站點安裝、驗收和運行現(xiàn)狀,結(jié)合國家環(huán)境空氣氨、硫化氫監(jiān)測發(fā)展的需求,不斷深入研究和完善,確保規(guī)范規(guī)定的安裝、驗收、運行和質(zhì)控要求滿足相關(guān)環(huán)境管理工作的需求,主要功能、指標和檢測方法能夠體現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)水平,具有可操作性和普遍適用性,易于推廣,為環(huán)境空氣氨、硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝、驗收、運行和質(zhì)控提供技術(shù)支撐。4.2標準制定的主要技術(shù)內(nèi)容和依據(jù)本標準基于《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]和《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》(HJ818-2018)[40]的整體架構(gòu)要求,結(jié)合其他技術(shù)標準規(guī)范的工作基礎(chǔ)進行編制。標準規(guī)定了監(jiān)測系統(tǒng)的組成、安裝、驗收、運行和質(zhì)控的相關(guān)要求,包括原理與組成、安裝、調(diào)試、試運行、驗收、日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等。針對氨、硫化氫特有的物理化學性質(zhì),在安裝、調(diào)試、試運行和驗收等方面所涉及的技術(shù)指標提出具體要求。目前環(huán)境空氣氨連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù),主要包括化學發(fā)光法、光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法、差分吸收光譜法、傅立葉變換紅外光譜法、可調(diào)諧激光吸收光譜法和光聲光譜法等;硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)主要包括紫外熒光法、差分吸收光譜法、可調(diào)諧激光吸收光譜法、光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法等。各種技術(shù)方法具有不同的技術(shù)特點和應(yīng)用特性,為促進監(jiān)測技術(shù)進步,鼓勵技術(shù)創(chuàng)新,本標準中環(huán)境空氣氨、硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理涵蓋了目前市面上主要產(chǎn)品的原理,本標準的適用范圍規(guī)定為:本標準規(guī)定了環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理與組成、安裝、調(diào)試、試運行、驗收、日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等技術(shù)要求。本標準適用于環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、試運行、驗收、日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等。4.3標準制訂的技術(shù)路線4.3.1標準制訂技術(shù)路線標準制訂技術(shù)路線見圖1。圖1標準制訂技術(shù)路線圖4.3.2標準制訂工作方法編制組對于環(huán)境空氣氨、硫化氫自動監(jiān)測技術(shù)進行了研究,結(jié)合國內(nèi)外的文獻標準和本單位編制儀器技術(shù)標準的經(jīng)驗制定本標準。標準制訂嚴格遵守《國家環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法》(國環(huán)規(guī)科技〔2017〕1號)的有關(guān)要求。編制組首先對氨和硫化氫自身的物理化學性質(zhì)、主要污染來源和環(huán)境危害開展文獻調(diào)研,系統(tǒng)梳理國內(nèi)外氨和硫化氫自動監(jiān)測技術(shù)方法、安裝和驗收、運行質(zhì)控標準現(xiàn)狀,結(jié)合我國空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)相關(guān)標準規(guī)范,初步擬定技術(shù)規(guī)范;在此基礎(chǔ)上建立驗證測試平臺,開展多種型號監(jiān)測系統(tǒng)的實驗室性能測試和自動運行,對監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標進行驗證測試,進一步確定性能指標、檢驗方法的可操作性。5標準主要技術(shù)內(nèi)容5.1適用范圍本標準規(guī)定了環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理與組成、安裝、調(diào)試、試運行、驗收、日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷的技術(shù)要求。本標準適用于環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、試運行、驗收、日常運行維護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等。5.2規(guī)范性引用文件本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本標準。凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。HJ193環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝驗收技術(shù)規(guī)范HJ664環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范HJ818環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范5.3術(shù)語和定義本標準共列舉了4項術(shù)語和定義,參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]定義了點式監(jiān)測系統(tǒng)、開放光程監(jiān)測系統(tǒng)、零光程和等效濃度。5.4系統(tǒng)原理與組成5.4.1系統(tǒng)原理近年來,環(huán)境空氣氨和硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)發(fā)展迅速,也產(chǎn)生了不同測量原理的儀器設(shè)備。參照《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ654-2013)[42],從監(jiān)測形式上劃分,環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)分為點式監(jiān)測系統(tǒng)和開放光程監(jiān)測系統(tǒng),從監(jiān)測原理上,氨、硫化氫連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)涵蓋化學發(fā)光法、光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法、差分吸收光譜法、光聲光譜法、可調(diào)諧激光吸收光譜法、紫外熒光法等,如表5所示。表5監(jiān)測系統(tǒng)原理氨5.4.2系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成部分針對點式監(jiān)測系統(tǒng)和開放光程監(jiān)測系統(tǒng)分別提出要求,與《環(huán)境空氣(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求與檢測方法》[44]中要求保持一致。規(guī)定點式監(jiān)測系統(tǒng)由樣品采集單元、分析儀器、數(shù)據(jù)處理單元和校準單元組成。開放光程監(jiān)測系統(tǒng)由分析儀器、數(shù)據(jù)處理單元和校準單元組成。與點式監(jiān)測系統(tǒng)相比,開放光程監(jiān)測系統(tǒng)無需采樣單元。5.5安裝5.5.1監(jiān)測點位標準文本5.1部分針對監(jiān)測點位,提出8條要求。其中標準中的5.1.1~5.1.7,參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中的相關(guān)規(guī)定,從選點、點位周邊環(huán)境、安全和防火、電力供應(yīng)和交通等方面提出相應(yīng)的要求,以確保監(jiān)測點位長期、穩(wěn)定且具有代表性,保證監(jiān)測的連續(xù)性和可比性。另外,結(jié)合上海市等其他地區(qū)氨和硫化氫監(jiān)測點位長期監(jiān)測經(jīng)驗,氨和硫化氫的監(jiān)測數(shù)據(jù)容易受到臨近污染源的影響,包括存在厭氧環(huán)節(jié)的污水池、發(fā)酵池等,以及具有明顯排放的廁所等,這些影響因素極易產(chǎn)生高濃度的氨和硫化氫,無法反映實際環(huán)境空氣的污染物濃度情況。因此,提出“5.1.8監(jiān)測點周圍不宜存在污水池、垃圾場等明顯污染源?!?。根據(jù)2023年7月18日征求意見稿技術(shù)審查會意見:環(huán)境空氣質(zhì)量管理不再提出“功能監(jiān)測點”的概念。編制組刪除對“功能監(jiān)測點”的相關(guān)描述。5.5.2監(jiān)測站房及輔助設(shè)施站房要求標準文本中5.2.1部分針對氨和硫化氫自動監(jiān)測站房,提出10條要求。對于站房的要求,與常規(guī)氣態(tài)四參數(shù)儀器的站房要求基本一致。參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]的5.2中對站房的相關(guān)規(guī)定,本標準中~從站房結(jié)構(gòu)、材料、高度、承重、樓梯、防水、隔熱、保溫、防雷、防干擾和配套設(shè)計(采樣孔、排風口等)等方面提出相應(yīng)的要求。在此基礎(chǔ)上,對語言文字進行了重新調(diào)整。在站房的環(huán)境溫度要求上,本標準與HJ193有所不同。HJ193中要求站房內(nèi)部環(huán)境溫度應(yīng)在15℃~35℃,在實際監(jiān)測過程中,溫度快速大幅度變化時,會引起監(jiān)測結(jié)果的異常波動,為了減少溫度波動對吸附在儀器管路的氨和硫化氫的影響,本標準結(jié)合實際測試的結(jié)果和現(xiàn)階段站點運行的經(jīng)驗,規(guī)定:0站房內(nèi)部溫度應(yīng)控制在20℃~30℃范圍內(nèi),加嚴站房內(nèi)部環(huán)境溫度的要求。配電要求標準文本中5.2.2部分,針對站房配電提出要求。參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中5.2的相關(guān)技術(shù)規(guī)定,本標準規(guī)定:站房供電系統(tǒng)應(yīng)配有電源過壓、過載保護裝置,電源電壓波動不超過AC220V±22V,頻率波動不超過50Hz±1Hz。站房應(yīng)采用三相五線供電,入室處裝有配電箱,配電箱內(nèi)連接入室引線應(yīng)分別裝有三個單相15A空氣開關(guān)作為三相電源的總開關(guān),且分相使用。站房燈具安裝應(yīng)保證操作人員工作時有足夠的亮度,開關(guān)位置應(yīng)方便使用。站房應(yīng)依照電工規(guī)范中的要求制作保護地線,用于機柜、儀器外殼等的接地保護,接地電阻應(yīng)小于4?。站房的線路應(yīng)走線美觀,布線應(yīng)加裝線槽。輔助設(shè)施標準文本中5.2.3部分,針對站房輔助設(shè)施提出要求。參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中相關(guān)技術(shù)規(guī)定,本標準規(guī)定:站房內(nèi)應(yīng)安裝空調(diào),安裝的冷暖式空調(diào)機出風口不能正對分析儀器和采樣總管,且應(yīng)具有來電自啟動功能。站房應(yīng)配備自動滅火裝置,且安裝帶防塵百葉窗的排氣風扇。5.5.3點式監(jiān)測系統(tǒng)樣品采集單元安裝要求標準文本中5.3部分,針對點式監(jiān)測系統(tǒng)樣品采集單元的安裝,參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]的相關(guān)技術(shù)要求,從采樣總管的安裝、采樣口位置的選擇等方面提出11條要求,與HJ193內(nèi)容基本一致。由于氨極易溶于水,為了防止因室內(nèi)外空氣溫度差異造成的采樣總管內(nèi)壁結(jié)露,對氨產(chǎn)生吸收,采樣總管應(yīng)加裝加熱器,本標準在采樣總管的加熱溫度控制上與HJ193存在差異。HJ193要求氣態(tài)污染物監(jiān)測采樣總管伴熱溫度一般控制在30℃~50℃。編制組采用伴熱管線纏繞采樣總管的方式評估了總管溫度對氨和硫化氫測量效果的影響,測試發(fā)現(xiàn),加熱器溫度40℃以上時,氨和硫化氫的響應(yīng)速率較快,更適合環(huán)境空氣的監(jiān)測要求。然而溫度不是越高越好,文獻中指出[43],T>325K(51.85℃)時,部分硝酸銨會揮發(fā),導致氨測量出現(xiàn)誤差,結(jié)合現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)中總管伴熱的條件和輔助設(shè)施控溫的精準度,本標準5.3.5規(guī)定總管伴熱溫度一般控制在為40℃~50℃,在采樣總管的加熱溫度控制上加嚴了要求。5.5.4開放光程監(jiān)測系統(tǒng)光路要求標準文本中5.4部分,針對開放光程監(jiān)測系統(tǒng)光路的安裝提出要求。標準中的5.4.1~5.4.3,參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中的相關(guān)規(guī)定,從光路高度、周邊環(huán)境等方面應(yīng)提出要求。除此之外,結(jié)合開放光程監(jiān)測系統(tǒng)的原理,為了防止光路光源的干擾,額外增加了“5.4.4監(jiān)測光束測量光路下方或附近不宜存在茂密林帶、河流、池塘等易干擾光路穩(wěn)定性的因素?!钡囊?。5.5.5分析儀器安裝要求標準文本中5.5部分,針對分析儀器的安裝提出要求,分為一般要求、點式監(jiān)測系統(tǒng)分析儀器安裝要求和開放光程監(jiān)測系統(tǒng)分析儀器安裝要求。本標準與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中5.5的相關(guān)規(guī)定基本保持一致。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合多年的儀器運行經(jīng)驗和技術(shù)現(xiàn)狀,進行了兩處調(diào)整:①明確儀器操作維護空間。HJ193-20135.5.3中,僅規(guī)定了開放光程監(jiān)測系統(tǒng)安裝后,儀器后方要預留0.8m的操作維護空間,并未在點式監(jiān)測系統(tǒng)中體現(xiàn)該要求。在實際操作中,點式監(jiān)測系統(tǒng)較開放光程監(jiān)測系統(tǒng)維護頻率更高,氣路更復雜,因此也應(yīng)保證充足的操作空間?;谏鲜鲈?,本標準在一般要求中,規(guī)定了“分析儀器應(yīng)水平安裝在機柜內(nèi)或平臺上,有必要的防震措施,同時確保儀器后方有0.8m以上的操作維護空間”,對點式和開放光程監(jiān)測系統(tǒng)同時做出要求。②提高開放光程測量精度的要求。HJ193-20135.5.3(3)對開放光程測量精度的要求是,“分析儀器光程大于等于200m時,光程誤差應(yīng)不超過±3m;當光程小于200m時,光程誤差應(yīng)不超過±1.5%?!庇捎陂_放光程采用等效濃度原理,光程會參與污染物濃度計算,因此本標準對光程提出了更高的準確度和精度要求,即“監(jiān)測系統(tǒng)光程測定誤差應(yīng)在1m以內(nèi),光程最小顯示單位應(yīng)不大于0.1m。”。5.6調(diào)試標準文本第6部分,對于安裝完成的監(jiān)測系統(tǒng),提出了調(diào)試的一般要求和調(diào)試的性能指標要求,并給出相應(yīng)的檢測方法。參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中6.1的相關(guān)規(guī)定,本標準的6.1部分對調(diào)試工作的開展條件、責任方、特殊情況處理等方面提出了一般要求,規(guī)定:監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝并連續(xù)運行168h后,進行調(diào)試檢測。調(diào)試檢測可由系統(tǒng)制造者、供應(yīng)者、用戶或受委托的有檢測能力的機構(gòu)承擔。如果因系統(tǒng)故障、斷電等原因造成調(diào)試檢測中斷,則應(yīng)重新進行調(diào)試檢測。調(diào)試檢測時,量程一般為200nmol/mol,可根據(jù)監(jiān)測點實際濃度情況進行調(diào)整。點式監(jiān)測系統(tǒng)與開放光程監(jiān)測系統(tǒng)的性能指標和檢測方法相同,檢測時開放光程儀器應(yīng)處于零光程狀態(tài)。調(diào)試檢測后編制安裝調(diào)試報告,安裝調(diào)試報告格式參見附錄A。調(diào)試檢測時,量程一般為200nmol/mol,這與環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]要求一致。但實際情況下,不同地區(qū)濃度可能存在差異,有的點位常年濃度均偏低,該量程并不適用每個點位。因此,調(diào)試時可根據(jù)監(jiān)測點位實際的濃度情況進行調(diào)整。標準文本的6.2部分,針對調(diào)試工作需要開展的性能指標和檢測方法提出明確要求。在《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]中從儀器的準確性、重復性、穩(wěn)定性和干擾等各個方面進行評價,共提出12項全面的性能指標。然而,儀器標準中設(shè)置的指標需要不同的測試條件和專用的測試裝置,編制組結(jié)合調(diào)試現(xiàn)場條件,以具備可操作性且能反映儀器的工作狀態(tài)為目的,設(shè)置了零點噪聲、檢出限、線性度、精密度、24h漂移和轉(zhuǎn)換效率6個指標。其中,線性度指標為調(diào)試檢測專有指標,《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]中沒有該指標。在開展性能指標的驗證測試時,選擇了市面上使用較為成熟的不同儀器廠商的19個型號的環(huán)境空氣氨監(jiān)測系統(tǒng)和6個型號的環(huán)境空氣硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)。其中,型號I和型號J是同型號的兩臺設(shè)備,型號V和型號W是同型號的兩臺設(shè)備。由于開放光程原理的環(huán)境空氣硫化氫設(shè)備在實際應(yīng)用較少,編制組未能聯(lián)系到可參與本次驗證測試的開放光程連續(xù)自動監(jiān)測設(shè)備,故測試數(shù)據(jù)未能包括開放光程原理的環(huán)境空氣硫化氫設(shè)備。相關(guān)儀器的情況見表6、表7。下文對各項技術(shù)指標進行詳細闡述。表6參加驗證測試的氨監(jiān)測系統(tǒng)清單1A2B3C4D5E6F7G8H9IJKLMNOPQRS表7參加驗證測試的硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)清單1T2U3V4W5X6Y5.6.1零點噪聲和檢出限零點噪聲反映儀器在通入零氣后短時間內(nèi)讀數(shù)偏離均值的幅度,用標準偏差表示;檢出限是指用特定方法在給定的置信度內(nèi)能夠檢出被分析物質(zhì)的最低濃度。零點噪聲、檢出限的性能指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。檢測方法如下:待測分析儀器運行穩(wěn)定后,將零氣通入分析儀器,待讀數(shù)穩(wěn)定后,每2min記錄該時間段數(shù)據(jù)的平均值作為1個數(shù)據(jù),取25個連續(xù)數(shù)據(jù)的標準偏差為儀器零點噪聲,零點噪聲的2倍為檢出限。對于開放光程監(jiān)測系統(tǒng),將待測分析儀器處于零光程測量狀態(tài),其余方法與點式監(jiān)測系統(tǒng)一致。17個型號氨分析儀器參與零點噪聲和檢出限測試。零點噪聲和檢出限測試結(jié)果如表8、圖2和圖3(黑色圓點)所示,可以看出,除L和Q型號儀器零點噪聲和檢出限結(jié)果超標外,參與測試的大部分氨分析儀器的零點結(jié)果和零點噪聲結(jié)果都符合標準限值要求。表8氨監(jiān)測系統(tǒng)零點噪聲和檢出限測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G8H9IJKLMOPQS22表9硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)零點噪聲和檢出限測試結(jié)果1T2U3V4W5X6Y22圖2氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)零點噪聲測試結(jié)果圖3氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)檢出限測試結(jié)果6個型號硫化氫分析儀器參與零點噪聲和檢出限測試。測試結(jié)果如表9、圖2和圖3(紅色圓點)所示。可以看出,除T型號儀器零點噪聲和檢出限結(jié)果超標外,參與測試的大部分硫化氫分析儀器的零點噪聲和檢出限結(jié)果都符合標準限值要求。5.6.2線性度儀器的線性度反映在整個量程范圍內(nèi)儀器讀數(shù)偏離真實濃度的程度,是儀器最重要的性能指標之一。對于儀器準確性的評價指標和評價方法比較多?!董h(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]中,使用20%量程和80%量程兩個點的示值誤差評價儀器的準確性。調(diào)試時,一方面要驗證儀器單點的準確性,另一方面要使用科學的方法評估儀器達到準確測量狀態(tài)。而線性度指標可以通過擬合的斜率、截距和相關(guān)系數(shù)來綜合評價儀器的工作狀態(tài),因此調(diào)試時采用“線性度”這一指標。該指標的檢測方法如下:待測分析儀器運行穩(wěn)定后,將零氣、10%量程、20%量程、40%量程、60%量程和80%量程標準氣體依次通入待測分析儀器,待讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄待測分析儀器5min數(shù)據(jù)的平均值,作為該濃度點測量值。以標準氣體濃度值為橫坐標,測量值為縱坐標,用最小二乘法進行擬合,計算回歸曲線的相關(guān)系數(shù)、斜率和截距。開放光程監(jiān)測系統(tǒng)采用等效濃度方法,通過改變氣體池長度或發(fā)生不同濃度標氣,得到零氣、10%量程、20%量程、40%量程、60%量程和80%量程濃度的標準氣體測量值,計算方法與點式監(jiān)測系統(tǒng)一致。驗證實驗時,18個型號的氨分析儀器參與線性度測試,測試結(jié)果如表10所示,可以看出,1個型號線性相關(guān)系數(shù)在0.999以下,未達到指標限值;3個型號儀器截距超過指標限值要求。除此之外,18個型號儀器的回歸曲線斜率均在0.95~1.05范圍內(nèi),滿足指標限值要求,大部分型號能夠滿足線性度指標限值要求。表10氨監(jiān)測系統(tǒng)線性度度測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G8H9IJKMNOPQRS1035個型號硫化氫分析儀器參與線性度測試,測試結(jié)果如表11所示,1個型號儀器線性相關(guān)系數(shù)未達到在0.999以上,1個型號儀器斜率未在0.95~1.05范圍內(nèi);1個型號儀器截距超過2.0nmo/mol,未達到標準限值要求。除此之外,大部分型號能滿足指標限值要求。表11硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)線性度測試結(jié)果1T2U3V4W5X1115.6.3精密度精密度反映的是測量系統(tǒng)隨機誤差的大小,即在規(guī)定的測試條件下,同一個均勻樣品,經(jīng)多次測定所得結(jié)果之間的接近程度。精密度的性能指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。具體檢測方法如下:待測分析儀器運行穩(wěn)定后,將20%量程標氣通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,取5min數(shù)據(jù)平均值作為測量值,然后通入零氣,重復以上測試得到6個20%量程標氣測量值,計算6個測量值相對標準偏差,即為待測儀器的20%量程精密度。將20%量程標氣更換為80%量程標氣,同樣方法得到80%量程精密度。對于開放光程監(jiān)測系統(tǒng),將待測分析儀器處于零光程測量狀態(tài),其余方法與點式監(jiān)測系統(tǒng)一致。19個型號氨分析儀器參與20%量程精密度測試。測試結(jié)果如表12和圖4(黑色圓點)所示,可以看出,20%量程精密度中,除N型號的設(shè)備測試結(jié)果超標外,其余型號測試結(jié)果均在5%內(nèi)。9個型號氨分析儀器參與80%量程精密度測試,測試結(jié)果如表12和圖5(黑色圓)所示,可以看出,參與測試的9臺氨分析儀器80%量程精密度測試結(jié)果均在3%內(nèi),符合標準限值要求。表12氨監(jiān)測系統(tǒng)精密度測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G/8H/9IJK/L/M/N/O/P/Q/RS/10表13硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)精密度測試結(jié)果1T2U3V4W5X6Y00圖4氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)20%量程精密度測試結(jié)果圖5氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)80%量程精密度測試結(jié)果6個型號硫化氫分析儀器參與20%量程精密度測試。測試結(jié)果如表13和圖4(紅色圓點)所示,可以看出,6個型號的硫化氫分析儀器20%量程精密度測試結(jié)果均在5%內(nèi),符合標準限值要求。6個型號硫化氫分析儀器參與80%量程精密度測試。測試結(jié)果如表13和圖5(紅色圓點)所示,可以看出,全部型號的硫化氫分析儀器80%量程精密度測試結(jié)果都在3%內(nèi),符合標準限值要求。5.6.424h漂移24h漂移指儀器在24h前后測量同一標準氣時測量值的變化,體現(xiàn)儀器短時間定量穩(wěn)定性。24h漂移的性能指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。具體測試方法如下:待測分析儀器運行穩(wěn)定并后,通入零氣,讀數(shù)穩(wěn)定后,取5min數(shù)據(jù)平均值作為零氣初始測量值;然后通入20%量程標準氣體,讀數(shù)穩(wěn)定后,取5min數(shù)據(jù)平均值作為20%量程標準氣體初始測量值;繼續(xù)通入80%量程標準氣體,讀數(shù)穩(wěn)定后,取5min數(shù)據(jù)平均值作為80%量程標準氣體初始測量值。通氣結(jié)束后,待測分析儀器連續(xù)運行24h(期間不允許任何維護和校準)后重復上述操作,并分別記錄穩(wěn)定后零氣、20%量程標準氣體和80%量程標準氣體讀數(shù),差值即為待測分析儀器的24h零點漂移、24h20%量程漂移和24h80%量程漂移結(jié)果??稍诘玫矫總€漂移數(shù)據(jù)后對待測儀器進行零點和量程校準。重復測試3次,取3次漂移的最大值作為判定值。針對開放光程監(jiān)測系統(tǒng),除了待測分析儀器處于零光程測量狀態(tài),其余方法與點式監(jiān)測系統(tǒng)一致。19個型號氨分析儀器參與了24h漂移測試。測試結(jié)果如表14、圖6、圖7和圖8(黑色圓點)所示,可以看出,24h零點漂移測試,除L和S型號的設(shè)備測試結(jié)果超標外,其余型號測試結(jié)果均在±2.0nmol/mol內(nèi);24h20%量程漂移測試,除D、G、N型號的設(shè)備測試結(jié)果超標外,其余型號測試結(jié)果均在±3.0nmol/mol內(nèi);24h80%量程漂移測試,除C和L型號的設(shè)備測試結(jié)果超標外,其余型號測試結(jié)果均在±5.0nmol/mol內(nèi)。大部分分析儀器的性能能夠滿足24h漂移指標要求。表14氨監(jiān)測系統(tǒng)24h漂移測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G8H9IJKLMNOPQRS232表15硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)24h漂移測試結(jié)果1T2U3V4W5X法6Y111圖6氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)24h零點漂移測試結(jié)果圖7氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)24h20%量程漂移測試結(jié)果圖8氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)24h80%量程漂移測試結(jié)果6個型號硫化氫分析儀器參與了24h零點漂移、24h20%量程漂移和24h80%量程漂移測試。測試結(jié)果如表15、圖6、圖7和圖8(紅色圓點)所示,可以看出,24h零點漂移測試中,除型號X外,其余型號測試結(jié)果均在±2.0nmol/mol內(nèi);24h20%量程漂移測試,除型號X外,其余型號測試結(jié)果均在±3.0nmol/mol內(nèi);24h80%量程漂移測試,除型號X外(該點由于數(shù)值過大,未在圖8中顯示其余型號測試結(jié)果均在±5.0nmol/mol內(nèi)。參與測試的大部分分析儀器性能夠滿足24h漂移指標要求。參與測試的大部分分析儀器性能夠滿足24h漂移指標要求。X型號的測試結(jié)果過大,不屬于正常測試數(shù)據(jù),很大可能是由于儀器在運行過程中出現(xiàn)了故障。5.6.5轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率測試僅針對化學發(fā)光法的氨分析儀器和紫外熒光法的硫化氫分析儀器,對儀器高溫轉(zhuǎn)換爐的性能進行評價。當儀器高溫轉(zhuǎn)換爐轉(zhuǎn)換效率不足時,樣品的測試結(jié)果會產(chǎn)生較大誤差,響應(yīng)時間也會大大增加。國內(nèi)外氨和硫化氫監(jiān)測儀相關(guān)標準中并未設(shè)置該指標,但儀器說明書中會出現(xiàn)該指標的測試方法,編制組在對國內(nèi)外儀器進行調(diào)研后制定了本檢測方法。轉(zhuǎn)換效率的性能指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。具體如下:針對化學發(fā)光法的待測氨分析儀器,測試前用一氧化氮標準氣體對待測氨分析儀器各測量通道(如一氧化氮測量通道、氮氧化物測量通道、氨和氮氧化物混合氣體測量通道)進行校準。校準完成后,將160nmol/mol氨標準氣體通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄分析儀器氨5min數(shù)據(jù)的平均值;然后將160nmol/mol一氧化氮標準氣體通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄分析儀器一氧化氮5min數(shù)據(jù)的平均值;最后將零氣通入分析儀器,使儀器讀數(shù)下降至3nmol/mol以下。計算每次測試中氨測量值與一氧化氮測量值的比值。重復測試3次,3次比值的平均值即為氨分析儀器轉(zhuǎn)換效率的判定值。針對紫外熒光法的硫化氫分析儀器,測試前應(yīng)將分析儀器內(nèi)置的二氧化硫氣體滌除器取下(若有用二氧化硫標準氣體對硫化氫分析儀器各測量通道(如二氧化硫測量通道、二硫化氫測量通道或氧化硫和硫化氫混合氣體測量通道)進行校準。校準完成后,將160nmol/mol硫化氫標準氣體通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄分析儀器硫化氫5min數(shù)據(jù)的平均值xi;然后將160nmol/mol二氧化硫標準氣體通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄分析儀器二氧化硫5min數(shù)據(jù)的平均值xs.i;最后將零氣通入分析儀器,使儀器讀數(shù)下降至3nmol/mol以下。計算每次測試中硫化氫測量值與二氧化硫測量值的比值。重復測試3次,3次比值的平均值即為硫化氫分析儀器轉(zhuǎn)換效率的判定值。開展轉(zhuǎn)換效率測試時,首先要保證各通道使用相同的校準曲線,才能避免由于對氨測量通道或硫化氫測量通道單獨校正而導致的轉(zhuǎn)換效率結(jié)果比實際值偏高的情況發(fā)生。市面上部分紫外熒光法原理的硫化氫監(jiān)測儀,其硫化氫測量通道前端都設(shè)置有二氧化硫氣體滌除器,在開展轉(zhuǎn)換效率測試前需將滌除器去除。根據(jù)2023年7月18日征求意見稿技術(shù)審查會的意見,編制組將氨轉(zhuǎn)換效率和硫化氫轉(zhuǎn)換效率的檢測方法分別描述,條理更加清晰。5個型號化學發(fā)光法氨分析儀器參與了轉(zhuǎn)換效率的影響測試。測試結(jié)果如表16和圖9(黑色圓點)所示,可以看出,1個型號的氨分析儀器的轉(zhuǎn)換效率結(jié)果未達到85%,其他型號的轉(zhuǎn)換效率測試結(jié)果都在指標限值之內(nèi)。表16氨監(jiān)測系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率測試結(jié)果1A2B3C4D5F1表17硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率測試結(jié)果1T2U3V4W5X6Y1圖9氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率測試結(jié)果6個型號紫外熒光法硫化氫分析儀器參與了轉(zhuǎn)換效率的測試。測試結(jié)果如表17和圖9(紅色圓點)所示,可以看出,1個型號的硫化氫分析儀器的轉(zhuǎn)換效率結(jié)果未達到90%,其他型號的轉(zhuǎn)換效率測試結(jié)果都在指標限值之內(nèi)。5.7試運行標準文本中第7部分,為試運行要求。參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中的第7部分的相關(guān)規(guī)定,提出試運行的要求。14臺儀器參與了數(shù)據(jù)獲取率測試。測試結(jié)果如表18所示,可以看出,除2個型號外,其余型號數(shù)據(jù)獲取率均能夠符合標準限值要求。表18數(shù)據(jù)獲取率測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G8H9IJKOPQ25.8驗收標準文本中第8部分,對驗收條件、驗收內(nèi)容和驗收報告分別提出要求。5.8.1驗收條件參考《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》(HJ193-2013)[37]中的8.1相關(guān)規(guī)定,提出驗收的基本要求、準備和申請。根據(jù)2023年7月18日征求意見稿技術(shù)審查會意見,本標準規(guī)定:在申請驗收前應(yīng)滿足以下驗收條件:a)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)符合《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJXXXX)要求,并具備相關(guān)證明材料;b)完成安裝、調(diào)試及試運行,具備監(jiān)測系統(tǒng)安裝調(diào)試報告、試運行報告和聯(lián)網(wǎng)證明;c)監(jiān)測系統(tǒng)已至少連續(xù)穩(wěn)定運行60d,數(shù)據(jù)獲取率應(yīng)≥90%;d)具備質(zhì)量保證和質(zhì)量控制計劃文檔;e)具備完整的監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)檔案。5.8.2性能指標驗收驗收檢測時,點式監(jiān)測系統(tǒng)與開放光程監(jiān)測系統(tǒng)的性能指標和檢測方法相同,開放光程監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)處于零光程狀態(tài),驗收時的檢測量程應(yīng)與調(diào)試時檢測量程保持一致。在性能指標驗收中,性能指標為零點噪聲、檢出限、示值誤差、精密度、24h漂移5個指標,其指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。較調(diào)試時,減少了“轉(zhuǎn)換效率”指標,并將“線性度”指標調(diào)整為“示值誤差”指標。零點噪聲、檢出限、精密度和24h漂移的測試情況見上文調(diào)試部分。示值誤差是指在相同測試條件下,多次重復測定的平均值與參考量值的一致程度。示值誤差的性能指標要求和檢測方法與《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(氨、硫化氫)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》[44]一致。具體檢測方法如下:待測分析儀器運行穩(wěn)定后,將20%量程標氣通入分析儀器,讀數(shù)穩(wěn)定后,取5min數(shù)據(jù)平均值作為測量值,然后通入零氣,重復以上測試得到6個20%量程標氣測量值,計算6個測量值的平均值與已知標準氣體濃度的相對誤差,即為儀器的20%量程示值誤差。將20%量程標氣更換為80%量程標氣,同樣方法得到80%量程示值誤差。對于開放光程監(jiān)測系統(tǒng),將待測分析儀器處于零光程測量狀態(tài),其余方法與點式監(jiān)測系統(tǒng)一致。19個型號氨分析儀器參與20%量程示值誤差測試,測試結(jié)果如表19和圖10(黑色圓點)所示,可以看出,20%量程示值誤差中,除I、J、L、M和N型號的設(shè)備測試結(jié)果超標外,其余型號測試結(jié)果均在±5%內(nèi)。9個型號氨分析儀器參與80%量程示值誤差測試,測試結(jié)果如表19和圖11(黑色圓點)所示,可以看出,全部型號測試結(jié)果均在±5%內(nèi),符合標準限值要求。因此,本標準結(jié)合實際測量的結(jié)果,要求監(jiān)測系統(tǒng)20%量程示值誤差應(yīng)控制在±5%范圍內(nèi),80%量程示值誤差應(yīng)控制在±5%范圍內(nèi),大部分分析儀器的性能可滿足該指標要求。表19氨監(jiān)測系統(tǒng)示值誤差測試結(jié)果1A2B3C4D5E6F7G/8H/9IJK/L/M/N/O/P/Q/RS/50表20硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)示值誤差測試結(jié)果1T2U3V4W5X6Y30圖10氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)20%量程示值誤差測試結(jié)果圖11氨、硫化氫監(jiān)測系統(tǒng)80%量程示值誤差測試結(jié)果6個型號硫化氫分析儀器參與20%量程示值誤差測試。測試結(jié)果如表20和圖10(紅色圓點)所示,可以看出,3個型號的硫化氫分析儀器20%量程示值誤差測試結(jié)果在±5%內(nèi),3個型號的硫化氫分析儀器20%量程示值誤差超過標準限值要求。6個型號硫化氫分析儀器參與80%量程示值誤差測試。測試結(jié)果如表19和圖11(紅色圓點)所示,可以看出,全部型號的硫化氫分析儀器80%量程示值誤差測試結(jié)

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