揚(yáng)塵PM10和PM2.5的自動(dòng)測(cè)定β射線法編制說明-山東

《揚(yáng)塵 PM10和PM2.5的自動(dòng)測(cè)定β射線吸收法》（征求意見稿）編制說明標(biāo)準(zhǔn)編制組二〇二〇年一月目 錄1項(xiàng)目背景......................................................................................................................................11.1任務(wù)來(lái)源...............................................................................................................................11.2工作過程...............................................................................................................................12標(biāo)準(zhǔn)制修訂的必要性分析..........................................................................................................22.1環(huán)境空氣中顆粒物的環(huán)境危害............................................................................................22.2相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保工作的需要........................................................................................32.3當(dāng)前環(huán)境空氣顆粒物Β射線法設(shè)備發(fā)展的需求................................................................43國(guó)內(nèi)外相關(guān)分析方法研究..........................................................................................................63.1主要國(guó)家、地區(qū)及國(guó)際組織相關(guān)分析方法研究................................................................63.2國(guó)內(nèi)相關(guān)分析方法研究.......................................................................................................84標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則和技術(shù)路線..............................................................................................84.1標(biāo)準(zhǔn)制修的基本原則...........................................................................................................84.2標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)路線...........................................................................................................95方法研究報(bào)告............................................................................................................................105.1方法研究的目標(biāo)..................................................................................................................105.2適應(yīng)范圍.............................................................................................................................105.3規(guī)范性引用文件.................................................................................................................115.4術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................................................................115.5方法原理.............................................................................................................................115.6干擾和消除.........................................................................................................................125.7試劑和材料.........................................................................................................................125.8儀器和設(shè)備.........................................................................................................................135.9采樣和測(cè)定.........................................................................................................................145.10結(jié)果計(jì)算與表示................................................................................................................155.11精密度和準(zhǔn)確度................................................................................................................165.12質(zhì)量保證和質(zhì)量控制.......................................................................................................175.13注意事項(xiàng)...........................................................................................................................176方法驗(yàn)證....................................................................................................................................186.1驗(yàn)證方案的制定工作.........................................................................................................186.2方法驗(yàn)證方案內(nèi)容.............................................................................................................186.3方法驗(yàn)證過程.....................................................................................................................196.4方法驗(yàn)證報(bào)告.....................................................................................................................207與開題報(bào)告的差異說明............................................................................................................20附件一............................................................................................................................................21《揚(yáng)塵PM10和PM2.5的自動(dòng)測(cè)定β射線吸收法》編制說明1項(xiàng)目背景1.1任務(wù)來(lái)源顆粒物是我國(guó)重點(diǎn)控制的主要污染物之一，是大多數(shù)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)必測(cè)的污染因子，現(xiàn)行的監(jiān)測(cè)方法分析周期長(zhǎng)，數(shù)據(jù)時(shí)效性不足，與日益增加的監(jiān)測(cè)任務(wù)不匹配。《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》、《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《山東省大氣污染防治規(guī)劃（2013-2020年）》、《2019年全省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作重點(diǎn)》和《2019年山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方案》等相關(guān)文件均將顆粒物納入管理要求。根據(jù)原國(guó)家環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于加強(qiáng)地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)工作的指導(dǎo)意見》（環(huán)發(fā)[2014]49號(hào)）等文件規(guī)定，結(jié)合我省現(xiàn)行監(jiān)測(cè)任務(wù)的現(xiàn)狀，山東省生態(tài)環(huán)境廳將《揚(yáng)塵PM10和PM2.5的自動(dòng)測(cè)定β射線吸收法》列入2019年山東省地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目名單，由山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心承擔(dān)本標(biāo)準(zhǔn)的制訂任務(wù)。1.2工作過程（1）成立標(biāo)準(zhǔn)編制組本項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)后，我單位成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，編制組由多年從事環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測(cè)的技術(shù)人員等組成，明確了編制組成員的分工和職責(zé)。（2）查詢國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料標(biāo)準(zhǔn)編制小組成立后，隨即展開對(duì)管理規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)等相關(guān)資料和情況的調(diào)研工作，主要有：國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的查閱；國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)及研究成果；擬制訂方法標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)使用情況；有關(guān)儀器設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用情況。（3）開題論證在廣泛調(diào)研、初步研究的基礎(chǔ)上， 結(jié)合國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)此方法及相關(guān)儀器設(shè)備的使用情況及國(guó)內(nèi)環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測(cè)的現(xiàn)實(shí)需求， 初步確定了方法的主要技術(shù)內(nèi)容和制定的技術(shù)路線，并編寫了開題論證報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)草案。2019年11月15日，在山東省環(huán)保廳組織召開了本標(biāo)準(zhǔn)的開題論證會(huì)。論證委員會(huì)聽取了編制組標(biāo)準(zhǔn)開題論證報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)草案的內(nèi)容介紹， 經(jīng)質(zhì)詢、討論一致通過了《標(biāo)準(zhǔn)方法》的審查工作。4）開展具體研究工作，組織方法驗(yàn)證按照開題論證會(huì)確定的研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線，編制組進(jìn)一步開展了儀器設(shè)備調(diào)研分析，并進(jìn)行了方法研究實(shí)驗(yàn)， 確定了方法的測(cè)試技術(shù)， 完善了標(biāo)準(zhǔn)草案的各項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容。 選取濟(jì)南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、 淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、 東營(yíng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、 濱州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、南京基越環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司、 山東碧軒環(huán)境檢測(cè)有限公司、 山東精誠(chéng)檢測(cè)技術(shù)有限公司7家環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和 1家手工重量法驗(yàn)證單位作為本項(xiàng)目的方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室， 篩選了青島眾瑞、青島明華、青島和誠(chéng)、青島嶗應(yīng)、武漢天虹、河北健環(huán)以及臨沂潤(rùn)通等 7家廠家的 β1射線顆粒物測(cè)定儀以及傳統(tǒng)重量法儀器分別作為實(shí)驗(yàn)儀器和參比儀器開展了方法研究及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。2019年12月，編制組組織上述7家驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室對(duì)方法進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。根據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，編制完成了方法驗(yàn)證報(bào)告。（5）編寫標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明在研究實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 編制組不斷補(bǔ)充和完善方法文本的各項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容， 編制完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明（含方法驗(yàn)證報(bào)告） 。標(biāo)準(zhǔn)制修訂的必要性分析2.1環(huán)境空氣中顆粒物的環(huán)境危害二十世紀(jì)五十年代前后，在世界上不同地區(qū)的城市發(fā)生了幾起著名的空氣污染事件，例如1944年的洛杉磯煙霧事件、1952年的倫敦?zé)熿F事件以及1961年四日市哮喘病事件，這些重大的環(huán)境問題引發(fā)的健康威脅事件都是空氣污染物在短時(shí)間內(nèi)大量增加導(dǎo)致。空氣顆粒物是環(huán)境空氣的重要污染物之一，空氣顆粒物不是一種單一成分的空氣污染物，而是由許多人為或自然污染源排放的大量化學(xué)物質(zhì)所組成的一種復(fù)雜的大氣污染物，其中既有污染源直接排放的顆粒物，也有氣態(tài)污染物在大氣中經(jīng)過冷凝或復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)二生成的顆粒物。對(duì)大氣中顆粒物的劃分通常是以空氣動(dòng)力學(xué)直徑為基礎(chǔ)的，根據(jù)其粒徑大小，又可分為總懸浮顆粒物TSP（空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于100μm）和可吸入顆粒物（空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10μm）。可吸入顆粒物又可分為細(xì)顆粒物PM2.5（空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5μm）和粗顆粒物PM10（空氣動(dòng)力學(xué)直徑介于2.5μm至10μm）?？諝忸w粒物成分復(fù)雜。粗顆粒物的主要成分為無(wú)機(jī)物，且與其來(lái)源密切相關(guān)，其成分與此類來(lái)源相近，例如礦物、土壤、材料等；細(xì)顆粒物則可由硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、氫離子、EC、重金屬、有機(jī)物及微生物等組成。由于可吸入顆粒粒徑小、比表面積大，因而其吸附性很強(qiáng)，容易成為空氣中各種有毒物質(zhì)的載體，特別是容易吸附多環(huán)芳烴、多環(huán)苯類和重金屬及微量元素等，使得致癌、致畸、致變的發(fā)病率明顯升高。有研究結(jié)果表明，空氣動(dòng)力學(xué)尺度大于10μm的顆粒物，基本上被阻止于人的鼻腔；2μm-10μm的顆粒，可進(jìn)入人體咽喉，約90%可進(jìn)入并沉積于呼吸道的各個(gè)部位，10%可以到達(dá)肺的深處，并沉積于肺中；小于2μm的顆粒，100%可以吸入肺泡中，其中0.3μm-2μm的粒子幾乎全部沉積于肺部而不能呼出，這些顆粒被巨噬細(xì)胞吞噬，停留在肺泡里，或者溶解在血液，隨血液循環(huán)到達(dá)全身各處，此外它還可以作為細(xì)菌病毒的載體，對(duì)人體造成危害?？諝庵械募?xì)顆粒物不僅對(duì)呼吸系統(tǒng)有危害，對(duì)心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等也有嚴(yán)重影響。當(dāng)污染較輕時(shí)，首先對(duì)易感人群，即兒童、老人、呼吸性疾病及心血管疾病患者產(chǎn)生影響，隨著霧霾的增加污染也不斷增加，繼而影響到全體人群進(jìn)而進(jìn)入人體血液循環(huán)。環(huán)境空氣顆粒物除對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響以外，還會(huì)對(duì)能見度、溫度、酸堿度、云和降水、大氣的輻射平衡等造成重要影響。例如盡管顆粒物在大氣中只占很少的一部分，但顆粒物對(duì)城市大氣光學(xué)性質(zhì)的影響可達(dá)到99%。由于氣體分子與顆粒物對(duì)光的吸收和散射減弱了光信號(hào)，從而減小了目標(biāo)物與天空背景之間的對(duì)比度。同時(shí)顆粒物還可以直接阻擋陽(yáng)光2對(duì)地面的輻射，使可見光的光學(xué)厚度增大，抵達(dá)地面的太陽(yáng)能量劇烈下降，使地面溫度降低，高空溫度增高，進(jìn)而影響風(fēng)速、風(fēng)向等；顆粒物影響和決定降水的酸堿性質(zhì)和對(duì)酸的緩沖能力，空氣中顆粒物含有的硫酸鹽和硝酸鹽，通常具有較強(qiáng)的酸性，極有可能促進(jìn)降水的酸化。隨著人們對(duì)大氣顆粒物認(rèn)識(shí)的深入，各個(gè)國(guó)家對(duì)其制定的排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格。如美國(guó)國(guó)家環(huán)保局EPA所制訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大氣顆粒物的控制就經(jīng)歷了從TSP到PM10到PM2.5的過程，首先在1985年將原始顆粒物指示物質(zhì)由TSP項(xiàng)目修改為PM10，進(jìn)而又于1997年在原有PM10的標(biāo)準(zhǔn)上增加了PM2.5的排放標(biāo)準(zhǔn)，并且規(guī)定PM2.5的三年平均年濃度低于15μg/m3，三年中平均99%的24h濃度低于65μg/m3，可以降低細(xì)顆粒物對(duì)人體健康、環(huán)境和氣候等的危害；歐盟也于1997年提出了自己的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也在1996年頒布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)中規(guī)定了PM10的標(biāo)準(zhǔn)，并統(tǒng)一在空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)中取消了TSP質(zhì)量指數(shù)，采用PM10指標(biāo)。2.2相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保工作的需要2.2.1環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)顆粒物監(jiān)測(cè)要求1996年實(shí)施的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-1996）中，規(guī)定了PM10的濃度標(biāo)準(zhǔn)限值，2008年，原環(huán)境保護(hù)部下達(dá)了修定《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-1996）項(xiàng)目計(jì)劃，2012年2月《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）發(fā)布實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)