固定污染源废气监测的影响因素及改善对策探析

李世燕

（济南市生态环境保护综合行政执法支队商河大队，山东 济南 251600）

引言

近年来，人们的环保意识逐渐增强，固定污染源作为引起大气污染的元凶之一，需要加大对其的日常监测力度，做好废气成分的监控分析工作。通过定期监测固定污染源的废气浓度和成分，逐一治理周围大气环境，预防大气污染。同时为保障废气监测质量，还应全方位分析废气监测过程中的影响因素，提升废气监测水平，为固定污染源管理、大气环境治理创造良好条件。

1 固定污染源废气监测相关概述

1.1 监测主体

固定污染源废气监测属于大气污染监测范畴，主要目的是监测分析固定地点的废气污染源头，掌握废气排放情况。监测主体包括火力发电厂、石油化工厂、钢铁厂、机械加工厂、水泥厂、造纸厂运行期间排出的污染物，主要有烟尘、SO2、CO、氯化氢、NOx、甲醛、丙酮、氰化物等[1]。化工行业是固定污染源废气监测的重要领域，行业内的各类厂区都会排出污染物，具体信息如表1所示。

表1 化工行业固定污染源废气监测主体

1.2 监测价值

（1）保护大气环境。监测数据可用于指导大气环境保护工作，突出大气环境保护、治理的侧重点。相关人员可综合分析固定污染源废气，明确环境治理目标，确定治理技术，修复大气环境。

（2）通过反推废气监测数据，相关人员可调整固定污染源排放管理内容，从源头上控制废气排放量。比如，利用废气监测获取废气成分及其含量，针对固定污染源排放的各类废气成分制定治理方案，选用恰当的净化装置和治理技术，确保固定污染源治理的有效性。

2 固定污染源废气监测的方法

固定污染源废气监测是通过现场采样、现场监测的方式，采集固定点污染废气样品，通过分析检测，获取关键参数。首先，相关人员应进行现场调查，采集固定污染源监测点的技术资料，包括废气产生时的工艺、污染物排放类型、排放浓度和基本范围，以及污染源位置、废气排放或输送管道形状、周围环境等[2]。其次，根据现场调查结果，确定废气监测项目、监测方法，设计监测指标。整理固定污染源内不同废气净化原理和治理技术的相关资料，细化监测内容，制定监测方案。最后，按照废气监测方案中的基本要求确定采样位置、采样频率和时间，以及样品采集时的技术手段和存储方法。随后落实废气监测方案，完成布设监测断面、设置监测点、现场测定废气参数、现场采样、现场测定废气内颗粒物等工作。

3 固定污染源废气监测的影响因素

3.1 采样质量

采样是固定污染源废气监测的重要工作，现场采集废气样品时，采样操作的规范性、采样人员综合素质会影响采样质量，而采样质量会直接影响废气监测时的气体测定结果，改变废气监测数据。比如，采集固定污染源废气时，采样位置非常重要，需按照气体浓度、速率确定采样位置，若是采集点的气流不足则会产生数据误差。另外，采样中的数据分析、样品测定和存储等关键工序同样会导致废气检测结果不准确，影响监测结果。

3.2 生产工况

固定污染源产生时，不同场景下的生产活动会影响污染物排放量，继而影响废气排放量，导致废气监测结果出现变化。所以为保障废气监测质量，还应重视生产工况的管理和监测，提前确定监测方案、监测时间，使废气监测符合生产工况的变化周期。现场采样时可按照实际工况灵活调整测定内容、测定方法，同时结合以往的历史信息，搭建可参考的数据系统，便于废气监测人员掌握固定污染源排放时的基本规律，适应生产工况，保障废气监测结果的准确性。

3.3 前期准备

固定污染源废气监测前的准备工作非常重要，前期准备不到位会直接影响废气监测结果。比如，监测前没有及时检查仪器设备，废气监测数据会出现偏差，导致监测结果失真。或是在监测前没有对固定污染源产生区域及周围环境进行全面掌握，监测人员无法提前了解污染物类型、源头，继而无法初步测算废气排放量、污染物浓度，影响监测数据的后期评价，导致监测数据偏离度增加，不利于固定污染源废气监测质量的控制[3]。

4 固定污染源废气监测结果的改善对策

4.1 保障气体污染物采样质量

（1）采样前校准采样仪器，检查仪器设备的清洁度。同时根据前期调查情况，设置采样点、确定采样位置。通常情况下，采样位置应避开危险场所，且便于采样人员操作。采集烟尘、粉尘等废气样品时，其采样位置应集中在管道内气流相对稳定的区域，需避开管径变化点、烟道弯头处。另外，对不同污染物进行采样时适宜的采样位置存在差异，需结合实际情况确定采样位置。比如，采集NOX、SO2样品时，采样位置应靠近管道中心，集中在气体流速平稳的区域。

（2）设置采样孔、采样点时，还应根据具体的废气监测环境、生产工况，布设采样孔，确定采样点数。比如采集气态污染物时，采样孔内径应大于40 mm，其他废气污染物采样时，其采样孔内径应大于80 mm。固定污染源排放烟道为矩形时，还应按照烟道断面大小、烟道分块长度确定采样点的数量，如表2所示。

表2 矩形烟道采样时的采样点数

废气样品采集结束后，还应对其进行综合分析，获取样品测定数据，并建立相应的档案，包括样品类别、浓度、成分比例等信息。在此基础上，整合样品信息，建立废气监测样品数据库，评估样品采集结果，为废气监测管理提供依据，确保固定污染源废气监测结果的准确性，保障废气监测质量。

4.2 重视固定污染源工况监测

为减少生产工况对废气监测质量产生的不利影响，还应加大固定污染源产生时的工况分析，全面监督相关生产活动，使其生产参数、生产程序符合相关标准。通过监督，相关人员可了解固定污染源产生时涉及的生产工艺，查看生产活动的各项参数，预防废气监测质量风险。同时按照实际的工况信息，确定生产设备的运行参数，计算废气监测仪器的负荷需求，选择对应规格的仪器设备[4]。比如，废气监测前，可安排专人监督污染源工况，并根据设备设施运行期间电压、电流、出入口温度等参数，计算生产负荷，判断生产负荷是否符合相关要求。发现生产负荷波动大、运行参数不合理等异常情况时，废气监测人员应停止监测，排查异常原因。

另外，废气监测人员可根据实际的生产工况，获取废气监测的环境信息，从而制定完善的废气监测方案。比如，依据生产工况，监测人员可提前了解采样空间和废气分布信息，提前确定采样位置和采样点数，选择更合适的采样方法。例如采样现场空间有限时，应适当增加采样次数，确保采集样品时的测点断面和烟道内变径管、阀门位置的距离符合相关要求。选择采样方法时应遵循绿色环保理念，先预测废气流速，实施平行采样模式，同步提升废气样品监测的准确性和采样程序的环保性。

4.3 做好废气监测前的准备工作

监测固定污染源废气前，相关人员应依据相关的技术规范做好前期准备工作，包括废气监测环境的调查、监测设备的维护管理等。一方面，要采集固定污染源相关的内外部环境信息，如生产参数、污染源分布情况、污染物性质、废气排放要求等。随后按照相关信息设置废气监测目标、制定废气监测技术方案[5]。另一方面，对废气监测设备进行管理，确保废气监测仪器设备符合固定污染源废气监测的要求。（1）准备废气监测所需的仪器设备。比如，采样时应准备对应规格的滤筒，滤筒应提前在烤箱内烘烤1小时，烘烤温度为105～110 ℃。烘烤后放入干燥器内，使其冷却到室内温度。废气采样温度大于400 ℃时，则需提前将滤筒放入高温箱内，400 ℃烘烤1小时，取出冷却后放入专用容器存储。（2）校准废气监测设备，排查故障隐患，定期对其进行保养和维护。比如，对烟气采样设备、微压计等仪器进行气密性试验，分析有无漏气、堵塞情况。（3）组织废气监测人员参与设备操作培训活动，使其规范操控仪器设备，熟悉废气监测仪器设备的使用方法，掌握设备操控、管理、基本维护的能力。

4.4 加强现场监测质量控制

为保障固定污染源废气现场监测质量，还应加强现场监测质量控制。（1）组织专人监督废气现场采样时的工况。（2）现场安装采样系统，安装结束后立即进行气密性试验。（3）测定固定污染源排气参数，确定各项数据后打开采样孔，插入测量仪器和探头，然后堵住采样孔，保证其密实度。（4）安装采样管、滤筒时，还应使用专用镊子，不要直接接触采样管和滤筒。安装过程中，还应避免滤筒内碎屑脱落，存在脱落情况时，需将脱落的碎屑收集重新放入滤筒，然后将其压紧、固定在采样系统上。采样结束后，取出采样管和滤筒，密封滤筒口，放入专用容器[6]。

4.5 建设废气在线监测系统

固定污染源废气监测时，相关人员应树立创新意识，积极引进各类先进技术，建设废气在线监测系统。根据固定污染源废气监测的基本方法，该系统的核心技术为自动化技术、智能化技术、物联网技术和大数据技术，常用的监测分析方法为直接测量法、直接抽取非分散红外线法、稀释抽取法等。

废气在线监测系统具体由“颗粒物排放浓度”“气态污染物排放浓度”“烟气参数”“数据采集与处理”等子系统组成。各个监测子系统的采样原理为红外光吸收原理、化学发光原理和电化学原理，可结合实际需求采集烟尘、SO2、CO、氯化氢、NOx、甲醛、丙酮、氰化物等污染物的样品。其中烟气参数测量系统的主要测量项目包括废气内的氧气含量、气体流速、烟气湿度等。获取相关信息后可运用数据采集与处理系统显示、计算、统计废气监测数据，并自动将其上传到大气环境监控和保护平台，用于固定污染源排放管理、固定污染源废气监测和治理工作。

近年来，固定污染源废气在线监测系统应用广泛，适用于各类企业。比如，火电厂可基于该系统开发“火电厂烟气在线监测管理系统”，实时采集火电厂生产过程中的废气数据，全面掌握厂区生产时的污染物排放情况。随后通过分析废气污染物的静态、动态数据，制定污染物防治方案，体现废气监测工作的价值，确保对火电厂烟气内污染物质的有效治理。

4.6 完善废气监测质量体系

进行固定污染源废气监测时，相关人员应完善废气监测质量体系，全流程控制固定污染源废气监测质量。

（1）要求废气监测人员持证上岗，接受定期培训，同时大致了解不同企业废气生产相关工艺、排放物类别、排放浓度，以及废气污染物治理原理等。

（2）从采样、实验室准备、前期环境勘察等基础工作入手，落实质量管理制度，严格遵守废气监测质量管理制度的相关条例。比如，建立监测日志，记录废气监测数据。

（3）做好废气监测时排气含氧量、排气压力和流速、排气温度和湿度的测定工作，测定程序应保持规范。比如，测定排气温度时，灵活选用热电偶温度计、玻璃水银温度计，测温时还应使温度计布设在测点中心位置，数据稳定后读数并记录。

（4）由于废气监测的环境较为复杂，部分采样孔处于高压、高空、高温管道，监测人员还应注意安全，保持警惕。在将监测仪器插入采样孔后，及时封闭孔口，避免漏气。烟气内含有高浓度CO时，应严格控制采样速度，采样结束后立即撤离。

（5）重视废气监测数据的计算和检验。相关人员可按照《环境监测技术规范》以及《空气和废气监测分析方法》中的相关规定，确定监测数据的计量单位，数据分析时应采用统一单位，确保数据核算结果的准确性。比如，计算固定污染源内烟尘排放浓度时，其浓度应采用“折算浓度”表示，且计算方法应符合国家法定计量单位。

5 结语

综上所述，固定污染源排放管理过程中，有效的废气监测数据有助于规范污染物排放行为，提供有价值的污染物治理数据，对预防大气环境污染，保护生态文明系统意义重大。因此，针对固定污染源内的废气，还应提前制定可行性较高的监测方案，结合实际情况明确废气监测方法，建立高精度、高效率的废气监测体系，减少人为因素、技术因素以及其他因素对废气监测质量的制约，科学利用废气检测数据，识别固定污染源管理、排放时的风险隐患，满足新时期环境污染监督管理要求，促进生态文明建设。