污染源监测中废气样品采集的质量控制

山东省滨州生态环境监测中心 郭玉文

污染源监测主要指对污染物的排放来源、浓度、污染类型等情况通过科学合理的监测手段进行明确和有效控制，污染源监测能够为污染物排放提供指导，同时也是环境影响评价的一项重要内容，有助于解决污染纠纷问题。采样工作是污染源监测工作的关键一环，采集结果对监测结果的在准确性、代表性与可比性有直接影响。如果采样环节存在问题，将会严重影响监测数据的准确性。所以相关工作人员需要做好污染源监测中废气样品采集质量控制工作，不断提高质量控制水平，改善采样质量，更好地治理环境污染问题。

一、废气污染源样品采集方法

（一）直接采集法

直接采集法是目前应用较为广泛的废气污染源样品采集方法，主要指利用空气收集器直接将所需采集的废气收集至相应的样品容器中，同时完成采样工作后需要及时进行分析，确保所获取废气数据具有一定的代表性，短时间内明确污染物的实际浓度[1]。通常情况下直接采集法使用的容器包括注射器、气袋以及真空瓶等，虽然目前直接采集法应用广泛，但是在具体应用阶段仍存在一定的不足，适用性不强，主要体现在该方法只能够应用于待测组分浓度加高以及仪器灵敏度较高的条件下，本文对常用的直接采集法进行分析。（1）注射器采集法。工作人员可以通过注射器对废气进行收集，主要使用100mL的玻璃直管注射器对废气进行抽取，及时密封保存后在指定样品保存期内（例如非甲烷总烃样品的保存期为8h）及时送至实验室进行检测。在具体应用过程中，该检测操作要点包括以下几点：全面清洗待测废气，短时间内将待测废气抽满，之后将废气排空，上述操作共进行3-5次，重复操作；在现场操作过程中，对待测样品进行简单处理，具体内容包括核实样品编号，拧紧胶帽，进行防漏气处理等；在进行样品运输的过程中，进气端和活塞端处于始终向上的状态，同时在运输工具中垂直放置，避免样品与样品互相挤压、碰撞。采集工具中的样品活塞需要处于正压状态，避免受到环境因素影响导致污染物稀释。（2）气袋采集法。主要指通过气体采集袋进行采集，为了保证采集质量，需要对采集工具进行合理选择，避免其对样品形成依附或者存在惰性材质，对采集结果造成影响，降低误差发生率。在现场进行样品采集的过程中，需要采用真空厢式气袋采样器进行采集，被采集样品放置于采集器中，全面清洗采集袋后开始采集作业。目前常用的采集袋主要包括铝箔气体采集袋、聚氯乙烯气体采集袋等[2]。（3）真空容器法。该方法也是目前应用广泛的一种采集方法，具体使用工具为不锈钢以及耐压玻璃瓶。在进行采集作业前首先要进行抽空处理，合理控制瓶内压力，确保其低于0.15kPa，进气端与采样位置对准，之后将活塞阀打开，开始采集作业。

（二）浓缩采集法

浓缩采集法也是目前废气污染源样品采集方式，目前应用较为广泛的方法为吸附柱阻流法和溶液吸收法。前者具有较高的应用价值，在采集过程中，可以按照相应的流速对废气进行处理，主要采集工具为采样管，在采集时能够全面吸收废气中形成的待测物，并且具有良好的阻留和吸附效果，之后采用其他方式，如热解析等，使待测污染物转化为气态或液态的形态，将其放入检测仪器中，工作人员进行全面分析。但是该方法易受到其他因素的影响，如吸附物质的容量，因此只适用于待测物浓度较低的条件下。吸附柱阻流法在环境空气、室内空气的有机污染物采集中具有较高的应用价值[3]。溶液吸收法主要指在溶解作用或者化学反应固定的作用下将废气中污染物吸收到溶液中，之后通过相应的化学反应，使用滴定法、分光法等方法测定污染物浓度；该方法的优势体现在毒性小、成本低。

二、采样效率的影响因素分析

样品采集器对质量的影响：在进行采集前，采集人员需要认知检测样品采集工具，分析样品使用方法可能对质量造成的影响。比如说使用滤纸或者滤膜法进行样品的采集，需要认真分析蒸汽的受污染情况。在具体采集阶段，为了保证整体采集质量，需要使用固体吸附法，不但有助于提高整体工作效率，同时能够改善采样质量水平[4]。另外，采集人员需要注意，如果采样气泡管或者多孔管采集样本堵塞问题较为常见，对采样的质量和效率造成不利影响，因此需要做好预防措施，避免堵塞发生。

采样流速对质量的影响：采集不同的废气样品时，对泵抽气频率进行合理设置十分必要，通常情况下，采用气体采样管收集废气时，采气的流速约为0.1-2.0L/min。如果采样流速较快，废气污染物并未被全部吸收便被空气一同带走，进而导致采集效率降低。另外，样品的质量也会受到温度、湿度等相关因素的影响。所以工作人员在实际操作过程中需要保证仪器具体应用情况，进而有效提高采样质量与效率。

三、污染源废气样品采集的质量控制措施

（一）监测前准备工作

为了保证监测所得数据的精准性，监测前需要做好准备工作，避免实际工作过程中存在疏忽或遗漏。首先，相关工作人员需要充分掌握监测现场情况，制订科学合理的监测方案，掌握污染源的特性，明确污染源排放口的具体位置、分布情况，完成勘察工作后，整合各类信息，在这一基础上制定科学合理的监测方针，进一步提高监测水平[5]。除此之外，监测阶段易发生的相关问题，工作人员需要做好预测，制定有效的防范对策。

（二）点位布设

采样点设置是监测工作的重点，其位置是否科学合理与监测结果的准确性息息相关。因此不仅需要合理选择采样点，还需要做好布设工作，布设位置需要满足实际要求，严格根据相关规定选择，根据监测要求明确最合适位置，同时对抽取截面进行严格控制，确保采样点具有代表性[6]。另外，对于监测过程中可能遇到的问题合理调整采样点位置，确保采样的准确性。因为在实际工作过程中，很多排放点所处环境较为复杂，在监测阶段没有废气监测技术作为参考，该项工作对工作人员专业水平有一定的要求，需要工作人员掌握技术应用要点，结合实际合理应用相关技术，提高监测效果，保证结果的准确性。

首先，工作人员进行固定污染源废气排放设施点位布置的过程中，需要严格按照相关规范要求进行工作，选择具有代表性、易达到的采样点，对采样位置的选择来说，需要将其设定在垂直管段，避免设置在涡流、湍流位置或者挡板等已发生变化的位置。对布设原则来说，需要确保断面距离上部位下游方向超过6倍直径，上游方向则需要超过3倍直径，同时对监测点气流的流速进行合理控制。进行颗粒物采样点的布设时，需要根据实际情况设置多个取样点，混合性、均匀性是气态混合物的主要特点，因此需要保证取样点和烟道中心距离较近，同时需要注意避开涡流区[8]。通常情况下，废气排气筒存在较大的负压，因此采样点也需要设置在面积较大的区域。如果废气湿度较高，需要在废气排放口周围位置设置监测点；将采样孔设置于采样位置，同时对孔内径、孔管长等参数进行严格控制，完成采样后及时进行封闭处理。对于形状不同的烟道，采样孔的设置也存在明显差异，圆形烟道的采样孔需要设置于各测点在内相互垂直的直径线上，方形烟道则需要设置在包含各类测点的延长线上。采样位置需要设置永久采样平台，同时对取样口的高度进行合理设置，为工作人员的安全提供保障，同时为其进行相关操作提供便利。

其次，工作人员还需要做好无组织排放源的点位设置工作，设置过程中需要严格按照相关规范要求进行工作。无组织排放源的布设工作较为复杂，主要原因在于其风向、边界以及敏感点等位置存在差异，因此点位的设置情况也有所不同，通常需要将采样点设置在不同的位置。除此之外，环境空气相对敏感的区域，如存在污染物超标的居民区，需要根据具体情况适当增加采样点。进行点位设置的过程中，全面了解周围环境情况，尽量选择空旷位置，保证附近没有建筑物或高大树木，避免对检测工作的开展造成影响[9]。

（三）工况及排气参数监测

实际监测工作过程中因工况等因素具有不确定性，排放量的增减具有随机性，根据条件的不同，排放的废气成分也各不相同，因此对检测人员开展监测工作带来了一定的挑战。开展检测工作前，需要全面检查污染源正常工作过程中的负荷，首先分别记录不同时间段的排放量，结合各时间段排放量的差异性，明确最后所需参量。另外，对各时段获取测量值进行分析，选择排放量较为居中的数据作为参数，最后对工况以及排量测定进行规范量化，建立一个全面的参照系[10]。对排气参数检测来说，需要对采样系统的实际密封情况进行检测，确保其他系统技术参数与其保持一致，之后才能进行排气参数的检测。同时设置排气参数的过程中需要认真参考测量仪器的使用要求，保证参数设置与说明书要求相符，这样才能保证排气参数监测值的准确性。

首先，温度测量。在进行温度测量时，监测点需要尽量接近烟道的中心位置，同时工作人员需要合理选择温度计的量程，对其最小刻度值进行合理设置，保持在1℃[11]；对实际测量温度值来说，需要确保其处于仪器合理量程内，避免测试时导致仪器受损使监测结果存在较大误差。

其次，排气压力值测量。监测排气压力值的过程中，首先需要对其进行调零操作，之后检查监测仪器的气密性，明确仪器能够正常、稳定运行后才能进行排气压力值的监测。监测时需要确保皮托管的全压孔对准气流方向，同时对其角度进行合理控制，保持在±10°以内，这样能够保证监测结果的准确性与可靠性。

最后，工况监测。工况监测是监测工作的重要一环，需要确保其稳定性，避免在监测时出现波动情况，如果实际监测阶段存在明显的波动情况，要将数据作废，重新进行监测，这样才能保证结果的准确性。在监测过程中，需要使用的仪器类型繁多，主要包括压力计、温度计以及湿度计等，使用相关仪器前，需要认真检测仪器情况，保证其无任何质量问题后进行监测，避免仪器存在故障问题对监测结果造成影响。

（四）样品采集

样品采集是污染源监测的重要一环，为了确保监测工作效果，需要保证样品采集的有效性，首先，需要结合环境污染的排放方式明确样品的采集方式，通常情况下样品采集包括连续采样与间断采样两种方式，均得到了广泛应用[7]。多数情况下，如果污染源一次性排放的时间大于1h，需要采用间断采样方法，如果小于1h，需要采用连续采样方法。同时需要做好污染物排放量的监督工作，及时掌握现场情况，完善相关工作。样品采集时，还需要保证采样参数的准确性，避免对实际监测结果造成影响。

首先，在采集阶段，需要按照相关规范要求对采样管进行预热处理，同时及时置换吸收瓶内空气，进而开始采样。根据待测污染物的差异性，合理选择连接管、采样管、吸收瓶和滤料，连接采样管路，检测管路的通畅性与密闭性，对采样流量进行合理设置，确保采样流量具备良好的稳定性，对其波动范围进行合理控制，避免超过10%，如果条件允许，采样量尽量要大，使样品具备代表性，同时有助于减少随机误差[12]。每次监测需要采集10%的平行样品或者加标样品。对颗粒物采样来说，使用等速采样法效果理想。待采样工作结束，切断采集管和吸收瓶之间的气路，避免采样管吸入烟道负压空气，同时对采集、吸附工具进行密封保存，避免样品挥发丢失。

其次，对气态颗粒物情况展开分析。开展采样工作时，为了能够提高颗粒物样品的采集效率，需要做好现场断面、流量以及压力等参数的监测工作，之后认真核实相关数据，了解生产设备的使用情况。如果监测所得数据与实际要求不符，则需要在断面开展加密布点工作，根据监测点的情况适当增加数量[13]。在具体工作阶段，保证跟踪率满足工作要求，具体为1.0±0.1，如果无法满足这一要求，便需要重新进行采样；如果采用固定流量采样方法，需要做好流量情况检查工作，及时发现偏离情况，并采取有效的调整措施。

最后，对气态污染物情况进行全面分析。气态污染物的采集也会受到其他相关因素的影响，因此需要不断提高质量控制水平。需要采用冷却、保温、加热等手段，确保被测气态污染物的状态、特性的稳定性，结合规定中的最低检出浓度，对采样体积进行合理选择[14]。多数情况下，吸收瓶、吸附管均能够作为采样工具，具体操作阶段，确保吸收、吸附装置与采样管出口距离较近，采用多级吸收方法。实际监测阶段，工作人员需要做好参数统计工作，保证参数合理后进行监测工作。如果采样管道表现为负压状态，不可以使用具备转子流量计的工具进行工作。对气态污染物去除率进行监测的过程中，需要在设施处理的前后同时采样[15]。

综上所述，污染源监测中的废气采样是一个复杂的过程，对监测结果的准确性有直接影响，因此加强对采样环节的质量控制，做好样品采集工作，以保证样品质量，确保测定数据的真实、完整和代表性，不断提高环境监测的技术水准。