固定污染源废气监测常见问题探究

江西省上饶生态环境监测中心 黎军

在我国社会经济迅猛发展的当下，伴随着人们生活品质的提升，对自身居住环境的“宜居性”也提出了更高要求。而污染废气是则是影响人们居住环境“宜居性”一大核心因素。基于此，必须要加强固定污染源废气监测，实时把握城市废气排放的情况，并以此为依据，加强对城市空气环境的针对性治理，从而有效提高城市空气质量，成功营造一个宜居的城市环境。

一、加强固定污染源废气监测必要性

我国一直以来均非常重视生态环境的保护，特别是党的十八大一来，生态文明建设成为一项重要国家发展战略，我国的生态环境问题也得到了很大程度的改善。但从生态环境保护发展现状来看，整体形势依然不容乐观。从2016年发布的全国城市空气质量报告来看，在我国337个地级及以上城市中，仅有84个城市环境空气质量达标，而其余城市环境空气质量均或多或少存在超标问题。而空气超标的主要污染物有可吸入颗粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）等。上述这些污染物的存在，不仅严重影响了城市空气质量，还会对人们的呼吸健康带来持续性损害。而这些废气污染物的源头多是一些固定污染源，比如工业园区、工厂以及企事业、饮食服务业单位的锅、窑炉等。基于此，环保部门必须要提高认识，注重加强对固定污染源废气的监测，全面把握废气产出情况，深入了解不同种类的废气产生量、有害气体成分等[1]。从而以此为依据，加强对固定污染源废气的针对性监管，有效降低固定污染源废气的排出总量以及有害物质的排出量。同时通过废气监测获取的相关信息，还能够作为后续进行空气环境治理的重要依据，从而更好地提升我国的空气质量，打造一个生态宜居的城市环境。

二、固定污染源废气监测常见问题

（一）测量孔布置不合理

在实际开展固定污染源监测工作的过程中，针对监测方法的实施，必须要保障其科学合理性，如此才能获取准确的监测信息，提高废气监测质量水平。而测量孔的合理布置，便是保障监测方法科学实施的重要一环。但当下在实际进行布置测量孔时，依然存在一些不合理问题。比如布置的测量孔距离废气源头位置较远，使得测量位置气流速度增加。如此一来，在采样时，将会很容易遇到气流不稳的问题，从而很容易增大废气采集的误差，不利于废气监测质量水平提升。另一方面，在实际进行废气采集时，如果没有做好测量孔合理布置，还会导致采集到的废气样本浓度出现下降现象，或相较于空白样本，废气样本增加质量异常减小。在这一情况下，排放废气管道会出现负压过大问题，最终对废气监测数据的准确获取带来不利影响。

（二）参比方法选择不科学

在我国现有的《固定污染源废气排放连续监测技术规范》（HJ 75—2017）中，针对颗粒物以及气态污染物比对监测，尚未规定明确的监测方法。仅仅对参比测量方法作出了规定，要求在实际进行废气监测时，采用国家或行业发布的标准分析方法。但从废气监测实际情况来看，废气组成一般成分较为复杂，在实际开展比对监测时，很有可能致使参比方法选择出现不科学的问题。以废气中二氧化硫监测为例，针对该废气的监测，在《固定污染源废气二氧化硫的测定非分散红外吸收法》（HJ 629-2011）、《固定污染源废气二氧化硫的测定定电位电解法》（HJ 57-2017）等中均有相关规定，而上述方法在实施时，废气中的一氧化碳对定电位法的实施将会产生比较大的影响。而针对废气中的颗粒物监测，在《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）、《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》（HJ 836-2017）等均有相关的监测方法规定，而在不同的监测方法下，颗粒物浓度的适用范围存在一定的差异，因此选择不同的参比方法对废气中相同污染物进行测定时，往往会获得不同的结果，这显然不利于废气监测质量水平提升。

（三）监测点设置不规范

针对固定污染源中的废气监测，我国对此通常有明确规定。例如在《固定污染源废气排放连续监测技术规范》（HJ 75-2017）中，编队废气CEMS监测断面和参比监测断面进行了明确规定。对废气CEMS监测断面而言，在设置监测点时，要求在断面下游需要预留参比方法采样孔，从而为参比方法测试创造有利条件[2]。通常而言，在互不影响测定的前提下，监测点不宜相距过远靠近。但在实际开展废气在线监测时，依然存在一些在线监测设备安装位置不规范的问题，或参比监测位置和在线监测探头安装位置存在明显的差异，上述这些都会对固定污染源废气在线监测效果提升带来不利影响。

（四）监测仪器设备维护不充分

如今针对固定污染源废气监测，通常会采用一些在线监测手段，应用到一些精密的在线监测仪器，而如果缺乏对这些设备的维护，很容易严重影响在线数据的准确率。例如当前一些在线设备运营人员在采用标气校准在线设备时，采用的标气流量与正常测量时的流量存在很大差异，从而会致使最终的测试结果会出现非常大的偏差。还有一些工作人员在实际进行在线监测设备维护时，没有及时进行探头的清洗，或者对探头清洗不够彻底，最终影响了粒物超低排放监测精度。除此之外，针对冷凝器、伴热管维护不到位，使其无法正常运行。在实际进行废气监测时，将无法消除水蒸气对废气监测带来的干扰，最终影响监测的准确性。同时针对传感器的维护，没有按照规定做好零点校准和量程校，同样也会对最终废气监测质量提升带来严重影响。

（五）比对参数设置不一致

在实际开展固定污染源废气在线监测时，确保相应设备与参比设备监测一致性非常关键。如此获得的监测结果，才具有良好的可比性。但在实际开展废气监测时，经常会存在在线监测设备系统时间与数采仪、采样仪器设备不一致问题。除此之外，CEMS参数在实际设置过程中，没有与上传平台参数设置保持一致。上述这些参数设置不一致的问题，都会对最终的比对结果造成不利的营销。而从在线监测系统测量结果数值信息来看，其中包括了一些关键的参数信息，比如湿基值、干基值等，个别在线监测仪器在实际进行监测数值上传时，通常会选择上传湿基值作为实测值，而这一数值会相较于实测干基值会存在偏小的问题，而参比监测结果则是实测干基值。如此一来，很容易对最终监测结果比对造成不利影响，出现不合格问题。

（六）监测干扰未排除

在实际进行现场固定污染源废气监测时，还存在干扰因素未排除的问题。该问题主要表现为以下三方面：（1）废气湿度干扰因素。废气如果湿度过高，会对颗粒物和气态污染物监测带来干扰影响。尤其是在采用参比设备进行废气颗粒物采集时，高湿废气会让玻璃纤维滤筒变得更加潮湿，采样系统的阻力会因此不断上升。而随着阻力的不断增加，将会致使颗粒物无法实现等速采集，参比设备也会因此承担较高的负荷，导致废气采样中断，滤筒承压破裂，难以取出。另一方面，针对废气二氧化硫的测定，若废气从温度相对高的烟道中抽出，在常温或低温环境下，废气携带的水蒸气会因此凝结成水，而SO2溶于水，将会形成硫酸，从废气中脱离。最终获得的二氧化硫监测数值将会比真实数值低[3]。（2）高负压干扰因素。对管道中废气而言，很容易受高负压干扰因素的营销，而该干扰因素的出现，主要是因为测试点位区域废气流速过快而形成。同时这种干扰因素还会直接影响废气的比对准确性。例如在采用定电位电解法进行废气中二氧化硫以及氮氧化物的测定时，相应废气的浓度会受到流过传感器废气流量大小的影响，而负压大小会直接影响吸入传感器废气流速的大小，最终对废气浓度测定准确性造成干扰影响。（3）监测孔密封不严。当监测孔没有做好密封工作时，或者在管道之中，发生了漏气问题，将会致使空气通过监测孔混入烟道，因此会对氧含量测定造成不利影响，一般相较于真实值，获得的测定值结果往往会偏大。

三、固定污染源废气监测工作开展应对策略

（一）增强测量孔位置设置合理性

在实际进行废气监测时，必须要结合实际，保障测量孔位置设置的合理性，才能更好地提高废气监测分析工作的质量水平。监测工作人员在具体进行测量孔设置时，应注意结合实际情况，尽量靠近测量点位置进行设置，如此才能获得更加稳定的气流，避免气体样本发生较大偏差的问题。与此同时，在进行测量孔的设置过程中，还应提高对测量孔内径大小控制的关注。在不同的测量情况下，测量孔内径大小有着一定的差异性。但通常而言，要求测量孔的内径不小于80 mm。但针对气态污染物的样品采集，进行测量孔内径设置时，只需要控制在40 mm及以上即可[4]。除此之外，在实际开展废气监测工作的过程中，针对一些少数监测点，可以直接取消，然后选择在监测点之上，提高对固定污染源废气排放情况监测频次。与此同时，还可以在多次废气排放监测成果之间取平均值，更有利于提高监测数据的准确性。

（二）科学选择参比方法

在实际开展固定污染源废气在线监测时，做好参比方法的科学选择也非常重要。在这一过程中，需要结合实际需要测定的废气成分，明确相应的适用范围，并以此为依据，保障，监测方法以及参比方法选择的科学性。具体而言，针对废气颗粒物，比较合适的在线监测方法有“光电投射法”“电荷法”“β射线法”等，而参比监测方法应选择“重量法”。针对废气中的氮氧化物，比较合适的在线监测方法有“紫外荧光法”“定点位电解法”等，而参比监测方法可以选择“碘量法”“非分散红外吸收法”等。针对废气之中的氧含量监测，比较合适的在线监测方法有“氧化锆法”“磁压法”等，而参比监测方法可以选择“热磁式氧分析法”“电化学”法。针对废气中的二氧化硫监测，可以选择参比测定方法有定电位电解法、非分散红外吸收法等。当采用定电位电解法时，应注意采用磷酸吸收、乙酸铅棉吸附、气体过滤器滤除等方式，消除废气中氨、硫化氢、氯化氢等气体的干扰。同时由于二氧化硫的监测会产生严重的一氧化碳干扰，因此在采用定电位电解法时，必须要做好一氧化碳的测定。而采用非分散红外吸收法进行二氧化硫的测定，实际干扰因素比较少。尤其是在室温环境下，如果废气中的含水量以及水蒸气含量较低，那么几乎没有干扰，否则需要采用除湿装置，消除水蒸气带来的干扰。

（三）提高监测点位设置规范性

在实际进行固定污染源废气监测时，做好监测点的合理布置也非常重要。首先，针对CEMS监测系统，应注意做好其安装位置与参比监测位置的合理设置。在CEMS监测系统测定位置设置方面，应注意不要在烟道弯头和断面急剧变化的位置进行设置。如果受客观监测条件的营销，无法满足上述设置要求。在实际设置过程中，可选择气流稳定断面。但值得注意的是，CEMS监测系统监测位置前直管段的长度应比安装位置后管段的长度要长。而针对参比监测位置的设置，应选择在CEMS系统监测断面下游方向，颗粒物、气态污染物参比方法采样位置按照GB/T 16157和HJ/T 397等要求设置。气态污染物参比方法采样位置与CEMS系统测定位置应尽量靠近，但注意要互不干扰。尤其是不能干扰CEMS监测系统正常取样，才能更好地提高废气监测效果。

（四）定期维护监测设备

在实际开展固定污染源废气监测过程中，监测仪器设备发挥着非常关键的作用。基于此，必须要加强对监测仪器设备的维护。在实际维护过程中，应注意做好日常巡检记录、仪器校准记录等记录的检查。在检查过程中，应确保校准时使用的流量与实际测量时的流量保持一致；针对CEMS监控系统，应注意定期做好颗粒物探头的清洗，保障相应设备装置能够发挥出应有的功能价值。除此之外，还需要对废气监测仪器设备进行老化、损坏零部件的更换，从而确保相应的监测仪器设备能够正常稳定运行。

（五）做好参数核对

在实际进行固定污染源废气在线监测过程中，还应注意做好相关参数的核对。具体应落实以下几点：（1）做好监测时间参数核对。在废气监测现场，针对烟尘采样器、废气分析仪、CEMS系统等仪器设备，需要注意做好相应显示时间的核对，确保其与上传平台端保持一致。（2）做好参数设置核对。在监测现场，针对废气监测工作的开展，还应注意核实烟道、烟囱尺寸（截面积）尺寸、NO和NO2、NOX之间的换算系数，并与上传平台端进行比较，确保两者一致。在此基础上，还需要对CEMS调试报告以及验收报告中的标准曲线参数和速度场系数与CEMS管理系统参数设置进行核对，确保两者保持一致。（3）针对一些企业中固定污染源的废气监测，还需要核对企业生产工况的稳定性。比对监测时段确保企业处于正常生产的工况下，同时保障环保处理设施稳定运行，避免发生较大波动。在采样时，应保持手工采样与监测设备自动采样的同步性，如此才能从根本上提高监测数据的准确性。

（六）消除现场监测干扰

针对固定污染源废气监测工作的开展，做好现场干扰因素的消除也非常关键。具体应做好以下几点：（1）消除高湿度废气干扰。若废气的湿度较高，那么其中一些气体物质如二氧化硫，会很容易与废气中的水分发生反应，从废气中脱离除了，导致监测结果比真实结果要低。为有效消除这一干扰因素，可以采用制冷脱水或高温加热方式进行处理。在采用高温加热时，需要选择在废气监测前进行处理。在具体实践过程中，可以采用带有加热功能的采样管进行采样。比如在测定高湿废气中的二氧化硫时，可以开启采样管上采样头固定装置的加热功能，将采样管温度维持在160℃左右进行采样。针对废气中颗粒污染物的测定，采样管需要控制在110℃以内，应保障滤筒干燥性，能够有效消除湿气对废气监测结果带来的干扰影响（2）加强高负压干扰处理。为降低高负压烟道对比对监测结果带来的干扰影响，可通过在气体通道中设计一种多通路装置，将采尘泵连接到废气采样枪上，再用废气采样的小泵连接到多通路装置上，采集进入装置中的气体，能够有效消除高负压带来的干扰影响。（3）保障监测孔密封性。在实际进行废气监测时，应加强对监测孔和管路漏气检查。在进行废气测定，可采用棉纱布，将固定污染源的烟囱、烟道采样口封死，采样枪尽可能接近烟道中心进行采样，更有利于监测效果提升。

总结：总而言之，固定污染源废气监测是一项较为复杂系统的工作，为更好地保障该项工作的开展质量，必须要深刻认识到其中存在的一些常见问题，加强对问题的分析，并提出一些针对性解决措施，实现问题解决，有效提高固定污染源废气监测的质量水平，更好地保护我国的空气环境。