固定污染源挥发性有机物采样气袋法编制说明

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1、附件五 固定污染源排气中挥发性有机物的采样 气袋法 Sampling of volatile organic compounds from stationary sources using bags 征求意见稿 编制说明编制说明 标准编制组 2009 年 1 月 1 目 录 1 前言 2 2 标准制定必要性 3 3 标准制定思路 3 4 方法制定 3 5 标准方法的其它说明事项 13 6 参考资料 13 2 1 前言前言 1 1 任务来源 在我国炼油 有机化工 农药 医药 电子 印刷包装 铸造 涂装 塑料 及橡胶制品 家具 制鞋 服装干洗等行业中 由于大量生产或使用有机物质及 溶剂 广泛存在着

2、 VOCs 排放 它们不仅是生成臭氧 形成光化学烟雾的前体 物质 有一些还是直接危害人体健康的有毒有害物质 另外一些 VOCs 物质的 异味则会造成严重的扰民 随着我国经济 社会的发展 常规污染物 颗粒物 SO2 NOx 等 普遍得到控制 但 VOCs 污染在一些行业 特别是城市地区越 来越突出 成为影响空气质量改善的制约因素 迫切需要控制 为此中国环境科 学研究院开展了 环境污染物排放关键技术标准研制 研究 其中 VOCs 控制 标准及监测方法是重要内容 根据研究工作需要 上海市环境监测中心承担了 VOCs 排放监测 采样 方法标准 编制任务 项目于 2007 年年底启动 监测方法标准包括固

3、定污染源 有组织排放监测和逸散泄漏排放源监测两个部分 对排气筒 VOCs 排放 分析 目前采样 GB T16157 分析方法 HJ T38 的适用性 如不适用 提出配套 的监测方法标准 对储罐呼吸 废水表面挥发 设备与管线组件泄漏等 VOCs 逸散性排放 提出适用的监测方法标准 1 2 完成的主要工作 标准方法编制小组收集了国内外挥发性有机物污染源监测的方法和标准 以 及相关的文献 在对现有的固定污染源排气中挥发性有机物监测方面的采样和分 析方法分析的基础上 对我国环境监测系统的实际技术水平 条件等现状进行了 调研 对其中现有的有组织排放监测采样方法 GB T16157 分析方法 HJ T38

4、 的适用性作了分析 另外 调研了国外相关的挥发性有机物采样技术和监测方法 标准 重点研究和参考了美国 EPA 的 method 18 通过以上工作确定了监测 方法标准的内容和框架 编制完成了 固定污染源排气中挥发性有机物的采样 气袋法 3 2 标准制定必要性标准制定必要性 2 1 背景 国内目前在挥发性有机物气体有组织排放监测所使用采样方法是 固定源废 气监测技术规范 HJ T 397 2007 即原 固定污染源排气中颗粒物测定与气态 污染物采样方法 GB T16157 1993 中真空瓶和注射针筒采样方法 虽然在国 标中提及到可以使用气袋采样 但没有明确所用气袋采样的装置和方法 气袋采 样技

5、术与真空瓶和注射针筒的采样还是存在较大的不同之处 而氟塑料气袋采样 在国外是一项成熟并得到广泛应用的挥发性有机物有组织排放采样技术 因此通 过制定一个气袋采样的方法可对现用国标 HJ T 397 2007 进行补充和完善 推动 我国有组织排放挥发性有机物采样技术规范化的进程 2 2 目的 编制 固定污染源废气中挥发性有机物气袋采样法 是对国外的成熟并广 泛应用的挥发性有机物有组织排放采样技术的引进 该项技术具有操作简便 实 用等优点 对国内目前所使用的国标采样方法是一个很好的补充和完善 其推广 应用可以有效地提高挥发性有机物监测采样的效率 3 标准制定思路标准制定思路 对于排气筒有组织排放监测

6、方法 先对现有国标采样和分析方法的分析和适 用性评价 比对国外相关的方法 提出替代或完善的方法 以国外成熟的方法为 基础 并在国内适用 可推广的原则来制定采样方法 4 方法制定方法制定 4 1 现有国内外方法研究 4 1 1 国标采样方法 国家标准方法中没有专门的针对排气筒挥发性有机物的采样方法 把挥发性 4 有机物归入 气态污染物 一类 其采样由国标方法 HJ T 397 2007 固定源废 气监测技术规范 和 GB T 16157 1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态 污染物采样方法 来规范 这两个标准的内容基本相同 HJ T 397 2007 是 GB T 16157 1996 的

7、改进版本 挥发性有机物属于气态污染物 适用于 GB T 16157 中 9 3 条规定的吸收瓶或吸收管采样系统 图 28 真空瓶采样系统 图 29 或注射器采样系统 图 30 三种采样方法 各国标分析方法 多采用直接采样技术 即现场将样品采集到专用容器 真 空瓶或注射器中 带回实验室分析 如 HJ T 38 1999 固定污染源排气中非甲 烷总烃的测定 气相色谱法 中均明确应用标准中真空瓶采样系统或注射器采样 系统的步骤 4 1 2 国外相关方法 国外的排气筒挥发性有机物监测方法以美国 EPA 的系列方法为代表 基本 上与我国现在应用的国标方法类似 监测的指标有总气态有机物 总碳氢 和单 个的

8、有机污染物 实验室或 现场分析 采用气相色谱技术 采样也使用吸附介 质采样和直接采样两种原理的采样技术 可供参考的主要美国 EPA 的排气筒挥发性有机物监测方法有以下 Method 18 气相色谱测定排气中气态有机物 Measurement of Gaseous Organic Compound Emissions by Gas Chromatography Method 106 固定污染源排气中氯乙烯的测定 Determination of Vinyl Chloride Emissions From Stationary Sources SW846 0030 挥发性有机物采样系统 Volat

9、ile Organic Sampling Train SW846 0040 使用 Tedlar 袋采集燃烧排放源排气中主要有毒有害有 机 物 的 采 样 方 法 Sampling of Principal Organic Hazardous Constituents from Combustion Sources Using Tedlar Bags 这些方法与我国现在使用的国标中的在技术上最大的不同处主要是在采样 的部分 其中使用吸附介质采样技术上 多使用低温冷凝吸附法 个别方法还使用直 5 接将样品挥发性有机物直接低温冷凝的技术 低温冷凝采样技术对采样设备的技 术条件有较高的要求 我国国标采

10、样方法 HJ T 397 2007 和 GB T 16157 1996 以及各种挥发性有机物的国标测定方法中均没有应用这种技术 而在直接采样法中 美国方法所使用的采样容器多使用的聚氟乙烯 PVF 材料的气袋采样 而不使用我国国标中使用的真空瓶和注射针筒 例如 美国杜 邦 DUPON 公司生产的高分子材料 Tedlar PVF 其气密性和化学惰性很好 气袋采样操作也较方便 另外 国外方法中还有在现场使用仪器直接监测排气筒内挥发性有机物的监 测方法 德国就有使用便携式 FID 监测固定污染源排气中的总碳氢 THC 的 方法 美国的方法 Method 18 中也有使用气相色谱仪在现场直接分析排气中挥

11、 发性有机物浓度的方法内容 现场分析 没有样品采样和保存 运输的环节 避 免采样介质或容器对样品浓度的造成的损失 该类方法对现场监测仪器有较高的 要求 最好是便携式的仪器 同时 由于分析过程中的在现场的实验条件不能像 实验室那样进行控制 所以样品分析的精度和准确度会受到一定损失 尽管如此 现场分析仍是一种值得提倡的监测方法 某些污染排放源排放废气情况特殊 除了通用的监测方法外 对个别的污染 源 美国 EPA 还专门制定应用于该特定排放源的方法 美国 EPA 污染源采样方 法的体系有一个特点 其方法体系中有一个污染源监测方法制定的原则方法 监 测对象或其它机构可以自行开发新的监测方法 如果新方法

12、满足原则方法中的技 术和 QA QC 要求 通过认证也视为合法 与其它已颁布的方法地位相同 这样 的做法不限制具体的监测技术 较为科学和灵活 4 1 3 现有国标方法的适用性和不足 国标 HJ T 38 1999 非甲烷总烃挥发性有机物排气筒监测方法的采样规范对 应的是国标采样方法 HJ T 397 2007 和 GB T 16157 1996 实际上是一套方法 其中真空瓶采样和注射器这两种采样方法都属于直接采样法 相对于吸附管采 样 其操作更简便 标准中对采样的要求和质量控制 质量保证要求都规定地较 为详细 包括采样容器的检漏 清洗 采样系统检漏 采样管采样要求等等 两 种方法所采用的采样容

13、器都可以每次清洗反复使用 也使其监测成本较低 这两 6 种采样技术在我国的环境监测系统中普及基础也非常好 但相比国外方法所采用一次性使用的聚氟乙烯气袋来说 国标方法的采样容 器真空瓶或注射器均不易携带和使用 虽然可以进行清洗反复使用 但增加了清 洗操作程序 如果内壁表面没有清洗干净 会因上次样品在采样容器中的吸附存 留而导致空白污染 影响监测结果的质量 另外 注射器和真空瓶在气密性上相 对气袋要差 真空瓶在采样前还必须使用真空表检查其气密性 操作比较繁琐 另外 HJ T 397 2007 是一个各种废气采样规范 对挥发性有机物的采样特 性没有明确的表述 采样技术条文较笼统缺乏针对性 虽然国标方

14、法中的条文中与吸收瓶 吸附管 真空瓶和注射器一起也提到了 气袋 这种采样容器 HJ T 397 2007 8 2 1 1 原理 通过采样管将样品抽入 到装有吸收液的吸收瓶或装有固体吸附剂的吸附管 真空瓶 注射器或气袋中 样品溶液或气态样品经化学分析或仪器分析得出污染物含量 但方法规范了 前四种采样介质的采样方法 但没有气袋的采样方法 气袋采样方法 即真空箱 采样技术 与前四种采样介质的采样方法是明显不同的技术 国标方法虽然提到 气袋采样 但没有对应的具体的气袋采样方法 是该标准的一个较为明显的不足 之处 尽管现有国标方法 HJ T 397 2007 作为挥发性有机物排气筒监测的指导规 范在其采

15、样的技术和规范本身仍有不足 但其具有相当的实用性和可操作性 可 以满足挥发性有机物监测采样尤其是非甲烷总烃监测采样的要求 气袋采样方法是国外成熟 应用最广泛的排气筒挥发性有机物采样技术 近 年来在监测领域 气袋采样方法在国内应用也越来越多 而目前却没有对应的国 标方法 鉴于气袋方法的诸多优点和实际监测的需要 通过编制气袋采样的国标 方法 可作为 HJ T 397 2007 方法 真空瓶和注射器 的很好补充 完善国标方 法体系 4 2 气袋采样方法的制定 4 2 1 聚氟乙烯气袋采样方法的优点 聚氟乙烯 polyvinyl fluoride PVF 薄膜气袋采样方法 真空箱采样技术 是国外成熟且

16、应用最广泛的排气筒挥发性有机物采样技术 近年来国内在监测领 7 域 气袋采样方法的应用也越来越多 美国杜邦 DUPON 公司生产的高分子 材料 Tedlar PVF 由于其气密性和化学惰性极好 自上世纪 70 年代以来被广 泛应用于气体采样技术 随着我国环保和经济的蓬勃发展 我国聚氟乙烯气体采 样袋的使用量也是逐年增加 据不完全统计 2006 年作为气体采样袋的聚氟乙 烯材料使用量超过 2 5 吨 相比国标方法中的真空瓶或注射器采样技术 聚氟乙烯气袋采样技术具有以 下优点 化学惰性好且一次性使用 避免应反复使用而产生的空白污染 影响监 测结果的质量 气密性好 注射器和真空瓶在气密性上相对气袋要差 气袋如有泄漏相 比注射器和真空瓶更容易被检出 易携带 运输和使用方便 注射器和玻璃材质的真空瓶属于易碎材质 运输和采样时都需小心 4 2 2 主要参考方法 标准方法制定的以美国 EPA 的方法中的内容为基础 美国 EPA 的 Method 18 Measurement of Gaseous Organic Compound Emissions by Gas Chromatography 是主要