張偉 吳鑫宇 李睿

摘要：本文基于HJ836標(biāo)準(zhǔn)梳理了低濃度顆粒物采樣中測點的位置和數(shù)目、移動采樣、等速采樣、采樣頻次和時長等四方面的問題，便于大家更好地理解標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

關(guān)鍵詞：低濃度顆粒;采樣;常見問題

中圖分類號：X831 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.077

Combating common problems in sampling low concentration particulates of exhaust gas

Zhang Wei，Wu Xinyu，Li Rui

（Huaian Environmental Monitoring Center of Jiangsu Province，Huaian Jiangsu 223001，China）

Abstract：Based on the HJ836 standard， this article sorts out the four aspects of the location and number of measurement points，sampling， isokinetic sampling， sampling frequency，and duration in low-concentration particulate matter sampling， so that everyone can better understand the standards.

Key words：Low concentration particles;Sampling;Common problems

近幾年，國家提出了“推進燃煤電廠低濃度排放改造”，其中要求顆粒物的排放不高于10mg/m3。大多數(shù)省份對燃煤電廠超低排放環(huán)保改造確定了時間表，改造后顆粒物排放不得高于10mg/m3，有些省份規(guī)定不得高于5mg/m3。另外，脫硫脫硝后煙道內(nèi)顆粒物呈現(xiàn)出濃度低、溫度低、濕度高的“二低一高”特征，現(xiàn)有的《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）已經(jīng)不能適應(yīng)。這個方法對低濃度顆粒物測定誤差較大。主要有兩方面的原因，一是黏附在采樣嘴及采樣管前段的顆粒物無法轉(zhuǎn)移到濾筒內(nèi)，二是在高濕低溫情況下長時間富集顆粒物會造成濾筒破裂或損失。為此，國家發(fā)布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》（HJ 836-2017），于2018年3月1日實施。

1 HJ 836-2017主要特色

（1）首次提出顆粒物濃度測定范圍及檢出限。當(dāng)測定結(jié)果大于50mg/m3時，表述為“>50mg/m3”，也就是該方法適用于顆粒物濃度小于等于50mg/m3的煙道;當(dāng)采樣體積為1m3時，方法的檢出限為1.0mg/m3。（2）首次提出全程序空白和同步雙樣的質(zhì)控手段。顆粒物濃度低于方法檢出限時，對應(yīng)的全程序空白增重應(yīng)不高于0.5mg，失重應(yīng)不多于0.5mg。測定同步雙樣時，同步雙樣的相對偏差不應(yīng)大于允許的最大相對偏差。（3）樣品稱重方式改變。HJ 836-2017采用整體方式進行稱重，將采樣頭作為一個整體放到十萬分之一天平上稱重。這就避免了裝取過濾介質(zhì)過程中的損失，也避免了黏附在采樣嘴及采樣管前段的損失。

2 常見問題

在廢氣顆粒物采樣時，有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)沒有對相關(guān)的規(guī)定進行詳細(xì)解釋，很多情況下采樣人只是機械完成任務(wù)不明白其中的道理。下面從測點的位置和數(shù)目、移動采樣、等速采樣、采樣頻次和時長等四個問題進行梳理。

2.1 測點的位置和數(shù)目

在確定測點位置和數(shù)目時，矩形煙道是把斷面分成一定份數(shù)的等面積小塊，其中心即為測點，比較簡單;圓形煙道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是把斷面分成一定數(shù)量的等面積同心環(huán)，按面積再平分各圓環(huán)，其測點在兩條垂直相交的直徑線與平分圓環(huán)線的交點上，各測點位置可按下式計算[1]。矩形煙道的分塊和測點數(shù)見表1，圓形煙道分環(huán)及測點數(shù)見表2[2]。

式中：Ai為第i測點的位置;D為采樣處煙道的內(nèi)徑;n為測點總個數(shù);m為依次取奇數(shù)。

2.2 移動采樣

用一個過濾介質(zhì)在各個測點上移動采樣，每點時間相等不少于3min，求出采樣斷面的平均濃度[3]。

煙道中的顆粒物不像氣態(tài)污染源可以看成均勻分布，只在中心點采樣。受到自身重力作用以及速度場的影響，垂直煙道中，顆粒物濃度兩邊高中間低;水平煙道中，上面低下面高[4]。因此，為了得到具有帶代表性的樣品，移動采樣是很好的一個方式。

2.3 等速采樣

采樣嘴平面正對廢氣氣流，使進入采樣嘴的氣流速度與測點的廢氣流速相等[5]。

煙道中氣體分子質(zhì)量可以忽略不計，幾乎沒有慣性，容易改變方向，而顆粒物質(zhì)量較大，慣性較大，難以改變方向。當(dāng)采樣流速大于測點流速時，采樣嘴邊緣以外的部分氣流被抽入采樣儀，作為采樣體積的一部分，而其中的顆粒物受慣性影響繼續(xù)向前進，沒有吸附在過濾介質(zhì)上，從而導(dǎo)致顆粒物濃度偏低;相反，當(dāng)采樣流速小于測點流速時，顆粒物濃度偏高[6]。因此，只有在采樣流速等于測點流速即等速采樣時，氣體和顆粒物才會按照測點的實際情況進入采樣嘴，所得到的顆粒物濃度才最接近真實濃度。

2.3.1 維持等速采樣的方法

維持顆粒物等速采樣的方法有普通型采樣管法（預(yù)測流速法）、皮托管平行測速采樣法、動壓平衡型采樣管法和靜壓平衡型采樣管法等四種。目前皮托管平行測速采樣法是我國的標(biāo)準(zhǔn)方法，也是最常用的方法。這種方法煙道具有適應(yīng)性強、測量參數(shù)多、精度高、便攜易操作等優(yōu)點。