空氣和廢氣中鉛等重金屬的采樣技術(shù)

1、空氣和廢氣中鉛等重金屬的采樣技術(shù),山東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 2011年6月,環(huán)境空氣中重金屬采樣按照環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測(cè)定重量法（gb/t15432-1995）和環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（hj/t194-2005）執(zhí)行,污染源廢氣中重金屬采樣按照固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法（gb/t16157-1996）執(zhí)行,無(wú)組織排放重金屬采樣按照大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則（hj/t55-2000）執(zhí)行,監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備 采樣位置、采樣孔和采樣點(diǎn) 重金屬塵的采樣 氣態(tài)重金屬的采樣 采樣頻次和采樣時(shí)間 監(jiān)測(cè)結(jié)果表述及計(jì)算 鉛等重金屬相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn),1.監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備,1.1監(jiān)測(cè)方案的制定 資料收集

2、和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。 制定監(jiān)測(cè)方案，內(nèi)容包括污染源概況，監(jiān)測(cè)目的，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，采樣位置，采樣頻次及采樣時(shí)間，采樣方法和分析測(cè)定技術(shù)，監(jiān)測(cè)報(bào)告要求，質(zhì)量保證措施等。,1.2監(jiān)測(cè)條件的準(zhǔn)備 儀器設(shè)備檢定和校準(zhǔn)。 準(zhǔn)備器材、試劑、記錄表格。 開(kāi)設(shè)采樣孔，設(shè)置采樣平臺(tái)。 設(shè)置監(jiān)測(cè)工作電源。 被測(cè)設(shè)備運(yùn)行正常，工況符合要求。,1.3.1對(duì)污染源的工況要求 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專(zhuān)人監(jiān)督污染源工況。 新鍋爐在設(shè)計(jì)出力下，在用鍋爐在設(shè)計(jì)出力的70以上進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 工業(yè)爐窯在最大熱負(fù)荷下監(jiān)測(cè)。,1.3監(jiān)測(cè)工況要求,工藝廢氣、垃圾焚燒的日常監(jiān)督性監(jiān)測(cè)，采樣期間的工況應(yīng)與平時(shí)的正常運(yùn)行工況相同。 竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)應(yīng)在工

3、況穩(wěn)定、生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的75%以上情況下進(jìn)行，國(guó)家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)負(fù)荷另有規(guī)定的按規(guī)定執(zhí)行。,被測(cè)無(wú)組織排放源的排放負(fù)荷應(yīng)處于正常生產(chǎn)和正常排放狀態(tài)。 監(jiān)測(cè)期間的主導(dǎo)風(fēng)向（平均風(fēng)向）應(yīng)有利于監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置，使監(jiān)控點(diǎn)和被測(cè)無(wú)組織排放源之間的距離盡可能縮小。 監(jiān)測(cè)期間的風(fēng)向變化、平均風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度三項(xiàng)指標(biāo)對(duì)污染物的稀釋和擴(kuò)散影響很大，應(yīng)按照一定的判定方法，對(duì)照本地區(qū)的“常年”氣象數(shù)據(jù)選擇較適宜的監(jiān)測(cè)日期。 當(dāng)對(duì)被測(cè)單位既要進(jìn)行有組織和廢氣凈化監(jiān)測(cè)又要進(jìn)行無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)盡可能在滿(mǎn)足無(wú)組織監(jiān)測(cè)的條件下同期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 氣象條件直接影響到無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)。在進(jìn)行無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)

4、時(shí)應(yīng)注意氣象條件對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響，或選擇適當(dāng)?shù)臍庀髼l件開(kāi)展監(jiān)測(cè)。,1.3.2無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)時(shí)機(jī)選擇,2.采樣位置，采樣孔和采樣點(diǎn),2.1.1采樣位置 采樣位置應(yīng)避開(kāi)對(duì)測(cè)試人員操作有危險(xiǎn)的場(chǎng)所，必要時(shí)設(shè)置采樣平臺(tái)，采樣平臺(tái)應(yīng)有足夠的工作面積使工作人員安全、方便地操作。平臺(tái)面積應(yīng)不小于1.5m2，并設(shè)有1.1m高的護(hù)欄。 采樣位置應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段，應(yīng)避開(kāi)煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。采樣位置應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門(mén)、變徑管下游方向不小于6倍直徑，和距上述部件上游方向不小于3倍直徑處。,2.1污染源廢氣采樣,測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)空間位置有限，很難滿(mǎn)足上述要求時(shí)，可選擇比較適宜的管段采樣，但采樣斷面與彎頭等的距離

5、至少是煙道直徑的1.5倍，并應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和采樣頻次。采樣斷面的氣流速度最好在5m/s以上。,2.1.2采樣孔和采樣點(diǎn) 采樣孔 在選定的測(cè)定位置上開(kāi)設(shè)采樣孔，采樣孔的內(nèi)徑應(yīng)不小于80mm，采樣孔管長(zhǎng)應(yīng)不大于50mm。不使用時(shí)應(yīng)用蓋板、管堵或管帽封閉 。 對(duì)圓形煙道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測(cè)點(diǎn)在內(nèi)的互相垂直的直徑線上。對(duì)矩形或方形煙道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測(cè)點(diǎn)在內(nèi)的延長(zhǎng)線上。,采樣點(diǎn)位置和數(shù)目 圓形煙道 將煙道分成適當(dāng)數(shù)量的等面積同心環(huán)，各測(cè)點(diǎn)選在各環(huán)等面積中心線與呈垂直相交的兩條直徑線的交點(diǎn)上，其中一條直徑線應(yīng)在預(yù)期濃度變化最大的平面內(nèi)。 對(duì)直徑小于0.3m、流速分布比較均勻、對(duì)稱(chēng)，并符合上述

6、要求的小煙道，可取煙道中心作為測(cè)點(diǎn)。,圓形煙道彎頭后的測(cè)點(diǎn),矩形煙道 將煙道斷面分成適當(dāng)數(shù)量的等面積小塊，各小塊中心即為測(cè)點(diǎn)。 煙道斷面面積小于0.1m2，流速分布比較均勻，可取斷面中心作為測(cè)點(diǎn)。,圓形斷面的測(cè)定點(diǎn),矩形斷面的測(cè)定點(diǎn),圓形煙道分環(huán)及測(cè)點(diǎn)數(shù)的確定,測(cè)點(diǎn)距煙道內(nèi)壁距離（以煙道直徑d計(jì)）,采樣點(diǎn)距煙道內(nèi)壁近距離,矩（方）形煙道的分塊和測(cè)點(diǎn)數(shù),要在排放源上、下風(fēng)向分別設(shè)置參照點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)，參照點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)距無(wú)組織排放源最近不應(yīng)小于2m。 要依照法定手續(xù)確定邊界，若無(wú)法定手續(xù)則按目前的實(shí)際邊界確定，有爭(zhēng)議時(shí)，由項(xiàng)目所在地方環(huán)保部門(mén)確定。 采樣點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)于周界外10m范圍內(nèi)，但若現(xiàn)場(chǎng)條件不允許

7、，可將監(jiān)控點(diǎn)移至周界內(nèi)，若經(jīng)估算預(yù)測(cè)，無(wú)組織排放的最大落地濃度區(qū)域超出10m范圍之外，將監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置在該區(qū)域內(nèi)。 監(jiān)控點(diǎn)應(yīng)設(shè)于周界濃度最高點(diǎn)，為確定濃度最高點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)最多可設(shè)置4個(gè)，而參照點(diǎn)只能設(shè)1個(gè)。 設(shè)點(diǎn)的高度范圍為1.5m至15m。 國(guó)家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)組織排放另有規(guī)定的按規(guī)定執(zhí)行。,2.2無(wú)組織排放采樣位置和采樣點(diǎn)位設(shè)置原則,3.重金屬塵的采樣,3.1污染源廢氣中重金屬塵采樣 3.1.1原理 將煙塵采樣槍由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測(cè)點(diǎn)上，正對(duì)氣流，按顆粒物等速采樣原理，抽取一定量的含重金屬塵氣體。根據(jù)采樣槍濾筒上所捕集到的重金屬塵量和同時(shí)抽取的氣體量，計(jì)算出排氣中重金屬塵濃度。,

8、3.1.2采樣原則等速采樣 顆粒物具有一定的質(zhì)量，在煙道中由于本身運(yùn)動(dòng)的慣性作用，不能完全隨氣流改變方向，為了從煙道中取得有代表性的含重金屬煙塵樣品，需等速采樣，即氣體進(jìn)入采樣嘴的速度應(yīng)與采樣點(diǎn)的煙氣速度相等，其相對(duì)誤差應(yīng)在10%以?xún)?nèi)。氣體進(jìn)入采樣嘴的速度大于或小于采樣點(diǎn)的煙氣速度都將使采樣結(jié)果產(chǎn)生偏差。,3.1.3采樣方法移動(dòng)采樣 用一個(gè)濾筒在已確定的采樣點(diǎn)上移動(dòng)采樣，各點(diǎn)的采樣時(shí)間相同，求出采樣斷面的平均濃度。 3.1.4所用儀器 微電腦平衡煙塵采樣器,采樣前準(zhǔn)備工作 濾筒處理。給濾筒編號(hào)，放入樣品盒中。 檢查所有的測(cè)試儀器功能是否正常，干燥器中的硅膠是否失效。 檢查系統(tǒng)是否漏氣，如發(fā)現(xiàn)漏

9、氣，應(yīng)再分段檢查，堵漏，直至合格。,采樣步驟 記下濾筒的編號(hào)，將濾筒裝入采樣槍內(nèi)，旋緊壓蓋。 儀器接通電源，輸入日期、時(shí)間、大氣壓、管道尺寸等參數(shù)。儀器計(jì)算出采樣點(diǎn)數(shù)目和位置，將各采樣點(diǎn)的位置在采樣管上作出標(biāo)記。 打開(kāi)煙道的采樣孔，清除孔中的積灰。,將采樣槍插入煙道中，預(yù)測(cè)流速法，選取合適的采樣嘴。 將含濕量測(cè)定裝置的抽氣管和信號(hào)線與主機(jī)連接，測(cè)定煙氣含濕量。 把采樣槍和熱電偶與主機(jī)連接，設(shè)定每點(diǎn)的采樣時(shí)間，輸入濾筒編號(hào)，將采樣槍插入煙道中，密封采樣孔。 采樣嘴應(yīng)先背向氣流方向插入管道，采樣時(shí)采樣嘴必須對(duì)準(zhǔn)氣流方向，位于第一個(gè)采樣點(diǎn)。啟動(dòng)儀器，開(kāi)始采樣。一點(diǎn)采樣時(shí)間結(jié)束，儀器自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，立即

10、將采樣槍移至第二采樣點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行采樣。依次類(lèi)推，順序在各點(diǎn)采樣。,采樣結(jié)束，應(yīng)先將采樣嘴背向氣流，迅速抽出管道，防止管道負(fù)壓將重金屬塵粒倒吸。 用鑷子小心的將濾筒封口向內(nèi)折疊，放回采樣盒中，交實(shí)驗(yàn)室分析。 用打印機(jī)打印出排氣溫度、壓力、流速、標(biāo)態(tài)煙氣量、標(biāo)態(tài)采氣體積等參數(shù)。,3.2無(wú)組織排放重金屬塵采樣,3.2.1原理 以恒速抽取定量體積的空氣，空氣中含重金屬塵被截留在濾膜上，根據(jù)濾膜上所捕集到的重金屬塵量和同時(shí)抽取的氣體量，計(jì)算出空氣中含某種重金屬塵的濃度。 3.2.2采樣儀器 中流量總懸浮顆粒物采樣器,采樣前準(zhǔn)備工作 濾膜處理。給濾膜編號(hào)，放入樣盒品中，不得將濾膜彎曲或折疊。,采樣步驟 打開(kāi)

11、采樣頭蓋，取出濾膜夾。用清潔干布擦去采樣頭內(nèi)及濾膜夾的灰塵。 將已編號(hào)的濾膜毛面向上，放在網(wǎng)托上，然后放上濾膜夾，對(duì)正擰緊，使不漏氣，設(shè)置好采樣時(shí)間，啟動(dòng)采樣。 采樣結(jié)束后記錄標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下累積采樣體積，如沒(méi)累積體積，需記錄采樣期間測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)平均環(huán)境溫度和平均大氣壓。用鑷子輕輕取下濾膜，采樣面向里，將濾膜對(duì)折，放入號(hào)碼相同的濾膜袋中。 采樣前應(yīng)確認(rèn)采樣濾膜無(wú)針孔和破損；采樣后應(yīng)檢查確定濾膜無(wú)破裂，濾膜上塵的邊緣輪廓清晰，否則該樣品膜作廢，需要重新采樣。,濾筒：石英纖維濾筒和玻璃纖維濾筒等濾膜：過(guò)氯乙烯和玻璃纖維濾膜等,首先選用空白值較低的濾筒（膜），空白和樣品的濾筒（膜）用同一批次，如濾筒（膜）空白

12、值較高，使用前先用熱（1+1）硝酸浸泡約3h（不能煮沸，以免破壞濾筒）。從酸中取出后，在水中浸泡10min，取出用水淋洗至近中性，烘干后即可使用。 如果處理后濾筒（膜）本底較高或廢氣中重金屬的含量較低，應(yīng)適當(dāng)增大采樣體積。,如果在采集過(guò)程中濾筒（膜）有破損，應(yīng)重新采集此樣品。 濾筒（膜）編號(hào)時(shí)，禁用含所采重金屬的工具。（采鉛時(shí)禁用鉛筆） 采集有組織排放中鉛樣品時(shí)，當(dāng)溫度低于400時(shí)在管道內(nèi)等速采樣。當(dāng)溫度高于400時(shí)，鉛呈氣態(tài)存在，應(yīng)將廢氣導(dǎo)出管道外，使溫度降至400以下，以20l/min流量恒流采樣（1030）min。,分析有時(shí)出現(xiàn)鉛樣品比空白低的（采樣）原因,樣品與空白序號(hào)弄混 是否是同一

13、批次濾筒（膜） 樣品濾筒（膜）是否有破損,4.氣態(tài)污染物采樣,4.1廢氣污染源中氣態(tài)重金屬污染物采樣,4.1.1原理 通過(guò)煙氣采樣器將含重金屬的廢氣污染物抽入到裝有吸收液的吸收瓶或裝有固體吸附劑的吸附管中，經(jīng)化學(xué)分析得出廢氣中某種重金屬含量。 4.1.2采樣儀器煙氣采樣器,采樣前準(zhǔn)備工作 配置吸收液，檢查并清洗吸收瓶，將準(zhǔn)備好的吸收瓶編號(hào)。 清洗采樣管，更換濾料。 在準(zhǔn)備好的吸收瓶中裝入規(guī)定量的吸收液，其中兩個(gè)作為旁路吸收瓶使用。 連接采樣管、吸收瓶和采樣器，連接管應(yīng)盡可能短。,采樣步驟 將采樣管插入煙道近中心位置，進(jìn)口與排氣流動(dòng)方向成直角，堵嚴(yán)采樣孔。 用吸收瓶正式采集煙氣樣品前，應(yīng)先用旁路

14、吸收瓶抽氣，用被測(cè)煙氣置換吸收瓶前采樣管路內(nèi)的空氣。 接通采樣管路，調(diào)節(jié)采樣流量至所需流量，采樣期間流量波動(dòng)應(yīng)不大于10。,采樣結(jié)束，切斷采樣管至吸收瓶之間氣路，防止吸收液倒吸。 詳細(xì)記錄采樣條件，包括采樣流量、采樣時(shí)間、計(jì)溫、計(jì)壓、大氣壓等。 采得的樣品應(yīng)妥善保存，盡快分析。,4.2無(wú)組織排放氣態(tài)重金屬污染物采樣,4.2.1原理 通過(guò)空氣采樣器將無(wú)組織中氣態(tài)重金屬污染物樣品抽入到裝有吸收液的吸收瓶或裝有固體吸附劑的吸附管中，經(jīng)化學(xué)分析得出某種重金屬含量。 4.2.2所用儀器 空氣采樣器,采樣前準(zhǔn)備工作 清洗采樣管，更換濾料，將備好的吸附管編號(hào)。 連接吸附管和采樣器，連接管應(yīng)盡可能短。,采樣步

15、驟 接通采樣管路，設(shè)定采樣時(shí)間，啟動(dòng)采樣，調(diào)節(jié)采樣流量至所需流量，采樣期間流量波動(dòng)應(yīng)不大于5。 詳細(xì)記錄采樣條件，包括采樣流量、采樣時(shí)間、環(huán)境溫度和大氣壓等。 采得的樣品應(yīng)妥善保存，盡快分析。,氣態(tài)重金屬采樣方法只適用于汞的采樣,吸收液（0.1mol/l高錳酸鉀溶液與10%硫酸溶液等體積混合，使前配制）其中高錳酸鉀和硫酸均為優(yōu)級(jí)純 用吸收液采集樣品時(shí)，橡皮管對(duì)汞有吸附，采樣管與吸收管之間采用聚乙烯管連接，連接管要盡量短，接口處用聚四氟乙烯生料帶密封；當(dāng)汞濃度較高時(shí)，可使用大型沖擊式吸收瓶采樣；要做現(xiàn)場(chǎng)空白，將裝有吸收液的氣泡吸收管帶到采樣點(diǎn)，不連接煙氣采樣器，與樣品在相同條件下保存、運(yùn)輸交至實(shí)

16、驗(yàn)室分析。,有組織排放氣態(tài)汞的采樣,在煙氣采樣器上串聯(lián)兩支各裝10ml吸收液的氣泡吸收管，以0.3l/min流量采樣（530）min，同時(shí)詳細(xì)記錄采樣條件。 采樣結(jié)束后，封閉吸收管進(jìn)出口置于樣品箱內(nèi)運(yùn)輸，并注意避光，交實(shí)驗(yàn)室分析，如不能及時(shí)分析應(yīng)置于冰箱內(nèi)（04）保存，5天內(nèi)分析。,巰基棉采樣管（稱(chēng)取0.1g巰基棉，從石英管的大口徑端塞入管內(nèi)，壓入內(nèi)徑為6mm的管段中，巰基棉長(zhǎng)度約為3cm，臨用前用0.4ml ph=3的鹽酸溶液酸化巰基棉。巰基棉采樣管兩端應(yīng)加套封口，存放在無(wú)汞的容器中。） 采樣時(shí)將巰基棉采樣管細(xì)口端與采樣器聯(lián)接，大口徑端朝下，以0.3-0.5l/min流量采樣（3060）mi

17、n，同時(shí)詳細(xì)記錄采樣條件。,無(wú)組織排放和環(huán)境空氣中氣態(tài)汞的采樣,金膜微粒汞富集管（內(nèi)徑為5mm，長(zhǎng)17cm的石英管，中間裝有10mm長(zhǎng)的金膜微粒，兩端用石英棉塞緊）或商品汞富集石英管。 采樣時(shí)使富集管處于垂直位置，進(jìn)氣口朝下，以1l/min流量采樣（60100）min，同時(shí)詳細(xì)記錄采樣條件。,樣品的保存與分析 采樣結(jié)束后，將吸收管兩端密封，于（04）保存。,5.采樣頻次和采樣時(shí)間,5.1確定采樣頻次和采樣時(shí)間的原則 根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、污染源生產(chǎn)設(shè)施的運(yùn)行工況、污染物排放方式及排放規(guī)律確定采樣頻次和采樣時(shí)間。 根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定采樣頻次和采樣時(shí)間。 根據(jù)污染物排放濃度和監(jiān)測(cè)分析方法的最低檢出濃度確定采

18、樣時(shí)間。,5.2污染源廢氣采樣頻次和采樣時(shí)間 廢氣中重金屬塵采樣，須多點(diǎn)采樣，原則上每點(diǎn)采樣時(shí)間不少于3min，各點(diǎn)采樣時(shí)間應(yīng)相等，或所采集樣品累計(jì)的總采氣量不少于1m3。每次采樣，至少采集3個(gè)樣品，取其平均值。,危險(xiǎn)廢物焚燒廢氣監(jiān)測(cè)在焚燒設(shè)施于正常狀態(tài)下運(yùn)行1h后，開(kāi)始以1次/h的頻次采集氣樣，每次采樣時(shí)間不得低于45min，至少采集3個(gè)樣品，取其平均值。 除相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定，排氣筒中廢氣污染物的采樣頻次和采樣時(shí)間，以連續(xù)1小時(shí)的采樣獲取平均值；或在1小時(shí)內(nèi)，以等時(shí)間間隔采集4個(gè)樣品，并計(jì)算平均值。,若某排氣筒的排放為間歇性排放，排放時(shí)間大于1小時(shí)，應(yīng)在排放時(shí)段內(nèi)按上述的要求采樣。 若某排氣

19、筒的排放為間歇性排放，排放時(shí)間小于1小時(shí)，應(yīng)在排放時(shí)段內(nèi)實(shí)行連續(xù)采樣，或在排放時(shí)段內(nèi)以等時(shí)間間隔采集2個(gè)-4個(gè)樣品，并計(jì)算平均值； 國(guó)家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)廢氣污染源排放監(jiān)測(cè)頻次和監(jiān)測(cè)時(shí)間另有規(guī)定的按規(guī)定執(zhí)行。,5.3無(wú)組織排放采樣頻次和采樣時(shí)間 一般采用連續(xù)1h采樣計(jì)平均值，若濃度偏低，可適當(dāng)延長(zhǎng)采樣時(shí)間。 需要短時(shí)間采樣時(shí)，應(yīng)實(shí)行等時(shí)間間隔采樣，采集4個(gè)樣品計(jì)算平均值。 國(guó)家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)組織排放另有規(guī)定的按規(guī)定執(zhí)行。,5.4環(huán)境空氣采樣頻次和采樣時(shí)間按照環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb3095-1996）中數(shù)據(jù)有效性規(guī)定執(zhí)行 主要涉及重金屬為鉛 日平均每天采樣至少12h。 季平均每季至少有分布均勻的15個(gè)日均值，每月至少有分布均勻的5個(gè)日均值。 年平均每年至少有分布均勻的60個(gè)日均值，每月至少有分布均勻的5個(gè)日均值。,6、監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算,重金屬濃度 過(guò)