DB4101T 68-2023 城市大氣溫室氣體手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

ICS13.020.014101IDB4101/T68—2023前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4點位布設(shè) 25樣品采集 26樣品運輸和保存 57分析測試 58數(shù)據(jù)處理 59安全防護 610質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 6附錄A（資料性）溫室氣體采樣記錄 7附錄B（規(guī)范性）城市大氣溫室氣體推薦分析方法 8參考文獻 9DB4101/T68—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由鄭州市生態(tài)環(huán)境局提出。本文件由鄭州市生態(tài)環(huán)境標準化技術(shù)委員會（ZZTC08）歸口。本文件起草單位：河南省鄭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、河南乾坤檢測技術(shù)有限公司。本文件主要起草人：周偉峰、唐詩、王晶晶、李淑紅、徐藝斐、簡朝星、石冰、侯坤、朱艷、陶杰、劉洋、郭西林、曹濤。1DB4101/T68—2023城市大氣溫室氣體手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了城市大氣溫室氣體手工監(jiān)測的點位布設(shè)、樣品采集、運輸和保存、分析測試、數(shù)據(jù)處理、安全防護、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。本文件適用于城市大氣溫室氣體的手工監(jiān)測。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T8984氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的測定氣相色譜法GB/T38931民用輕小型無人機系統(tǒng)安全性通用要求GB39800.1個體防護裝備配備規(guī)范第1部分：總則HJ194環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ604環(huán)境空氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定直接進樣-氣相色譜法HJ630環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導則QX/T67本底大氣二氧化碳濃度瓶采樣測定方法——非色散紅外法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1溫室氣體大氣層中自然存在的和由于人類活動產(chǎn)生的能夠吸收和散發(fā)由地球表面、大氣層和云層所產(chǎn)生的、波長在紅外光譜內(nèi)的輻射的氣態(tài)成分。注：本文件中的溫室氣體包括二氧化碳（CO）、甲烷（CH）、氧化亞氮（NO）、氫[來源：GB/T32150—2015，3.1，有修改]3.2氫氟碳化物（HFCs）飽和烴的氫原子僅被氟原子取代，而且沒有完全被氟原子取代后生成的化合物。3.3全氟化碳（PFCs）氟原子替代碳氫化合物中所有氫原子而產(chǎn)生的碳氟化合物。3.4城市點2DB4101/T68—2023以監(jiān)測城市內(nèi)大氣溫室氣體濃度水平和變化趨勢為目的，反映城市本地人為溫室氣體排放狀況，在城市建成區(qū)內(nèi)設(shè)置的監(jiān)測點位。3.5背景點以監(jiān)測城市本底大氣溫室氣體濃度水平和變化趨勢為目的，反映城市本底溫室氣體源匯影響的狀況，在城市轄區(qū)內(nèi)遠離溫室氣體排放源的地區(qū)設(shè)置的監(jiān)測點位。3.6邊界點以監(jiān)測城市邊界區(qū)域大氣溫室氣體濃度水平和變化趨勢為目的，反映外來傳輸影響，在城市邊緣遠離溫室氣體排放源的地區(qū)設(shè)置的監(jiān)測點位。4點位布設(shè)4.1一般要求4.1.1城市大氣溫室氣體監(jiān)測點位分為城市點、背景點、邊界點。4.1.2各點位布設(shè)應(yīng)綜合考慮城市環(huán)境條件、經(jīng)濟社會特點以及溫室氣體排放特征，城市點、邊界點應(yīng)與城市主要溫室氣體排放源保持至少1km，背景點與城市主要溫室氣體排放源保持至少10km，監(jiān)測點周圍環(huán)境狀況相對穩(wěn)定，附近無強大的電磁干擾，其他相關(guān)要求參見《城市大氣溫室氣體監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)指南（第一版）》（總站氣字〔2021〕628號）。4.2數(shù)量4.2.1結(jié)合城市大氣溫室氣體監(jiān)測目標、技術(shù)力量等因素合理確定點位布設(shè)數(shù)量。4.2.2監(jiān)測點位可設(shè)置4～6個。在主導風的上、下風向各設(shè)置1個邊界點，在城市內(nèi)設(shè)置2～4個城市點。4.2.3滿足相關(guān)技術(shù)要求時，處于上風向的邊界點可兼具背景點功能。4.3采樣高度4.3.1采樣高度宜設(shè)置在距地面相對高度50m～100m，以保證采集充分混合的樣氣，避免局地人為和自然的源匯影響。若下墊面情況簡單的，可適度將采樣高度調(diào)整到30m～50m。采樣點周圍水平面宜保證360°以上的捕集空間。4.3.2若與溫室氣體自動監(jiān)測開展手工比對監(jiān)測，采樣高度應(yīng)與自動監(jiān)測點位采樣高度一致。5樣品采集5.1采樣時間與頻次5.1.1采樣時間至少包括每日大氣混合均勻、對流最旺盛、混合層高度最高的時段，宜選14時～15時之間采集樣品。若為校驗大氣溫室氣體同化反演模型，建議監(jiān)測時段包括白天高、中、低值時段或逐小時加密采樣分析。降水、沙塵等不利天氣條件時不宜開展監(jiān)測。5.1.2采樣頻次按照監(jiān)測目的和需求確定，可每周采集1次樣品。5.2采樣系統(tǒng)5.2.1系統(tǒng)組成3DB4101/T68—2023采樣系統(tǒng)如圖1所示，包括采樣管路、除水裝置、采樣泵、壓力表、采樣容器和供電設(shè)備（如蓄電池或外接電源），根據(jù)需要可增加安全裝置（如安全閥）和流量控制裝置（如轉(zhuǎn)子流量計）等。若使用無人機采樣，除上述設(shè)備外，還應(yīng)包括無人機等相關(guān)設(shè)備。圖1采樣系統(tǒng)示意圖5.2.2采樣管路采樣管路（含過濾裝置）材質(zhì)應(yīng)對溫室氣體無污染、無吸附且不發(fā)生反應(yīng)，如聚四氟乙烯、不銹鋼等，內(nèi)徑宜為5mm～10mm。5.2.3除水裝置除水裝置可選低溫冷阱除水、Nafion管等除水方式。根據(jù)采樣點位環(huán)境濕度、分析方法受氣態(tài)水的干擾程度和數(shù)據(jù)質(zhì)量要求進行選擇，確保在運輸或分析測試中，測量樣品不會因溫度影響而在采樣罐內(nèi)產(chǎn)生冷凝水。注：不能使用影響待測溫室氣體濃度的干燥劑或其他干燥方式。5.2.4采樣泵使用無油泵進行加壓采樣，泵及其內(nèi)部接觸氣樣部分應(yīng)為不存在溫室氣體吸附、污染或發(fā)生反應(yīng)的惰性化材質(zhì)。5.2.5采樣容器5.2.5.1使用內(nèi)表面惰性化處理的不銹鋼采樣罐采樣，采樣容器的閥和密封帽對溫室氣體惰性。雙口采樣容器的進氣口和出氣口如在同側(cè)，進氣口應(yīng)伸入采樣容器底。如可以在管路連接的情況下，實現(xiàn)單口采樣容器的沖洗，也可采用單口采樣容器采樣。5.2.5.2采樣容器大小根據(jù)分析方法所需樣品量選擇。采集二氧化碳、甲烷、氧化亞氮樣品時，可使用3.2L采樣罐，采集氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮樣品時，可使用6L采樣罐。4DB4101/T68—20235.2.5.3對每批次采樣容器應(yīng)進行空白實驗和存儲實驗，確定所使用的采樣容器對溫室氣體的影響滿足分析方法要求。5.2.6流量控制裝置流量控制裝置與采樣罐配套使用，使用前后應(yīng)用標準流量計校準。實測流量與參考標準流量誤差在±5%以內(nèi)，否則應(yīng)對流量計進行校正或更換。5.3采樣準備5.3.1采樣前，采樣罐應(yīng)進行清洗和氣密性檢查，并記錄采樣罐的清洗、氣密性檢查時間。之后，將采樣罐抽至真空6.7Pa然后注入高純氮氣至1.5倍大氣壓，擰緊采樣罐閥門，使用密封帽密封，備用。注：以下指標可確認采樣罐氣密性良好。將采樣罐內(nèi)充入氣體至207kPa，關(guān)閉閥門放置24h后檢驗，罐內(nèi)壓強降低不超過13.8kPa；或?qū)⒉蓸庸迌?nèi)抽真空至6.5.3.2采樣前，采樣管路也應(yīng)使用不小于10倍管路體積的高純氮氣以不小于5L/min的流速進行沖洗，沖洗后密封帶到現(xiàn)場，或者事先在潔凈的環(huán)境中安裝好，封好進氣口帶到現(xiàn)場。5.4現(xiàn)場采樣5.4.1無人機采樣5.4.1.1氣路連接采樣系統(tǒng)按圖1所示連接。采樣管路連接除水裝置、采樣泵、壓力表、采樣容器等。每次采樣前，應(yīng)進行氣路氣密性檢查，確認無漏氣后方可進行采樣。注：將采樣系統(tǒng)連接后，關(guān)閉采樣罐閥門，封閉采樣口，打開采樣泵5.4.1.2采樣系統(tǒng)沖洗使用無人機將采樣管路或采樣系統(tǒng)升至4.3中要求的采樣高度，采樣口向下，啟動采樣泵，打開除水裝置、采樣容器閥門，在采樣系統(tǒng)氣路完全開通的情況下，以不小于5L/min的流速對采樣容器和連接管路進行充分沖洗，沖洗體積不宜小于采樣容器和連接管路體積的10倍。5.4.1.3樣品采集5.4.1.3.1沖洗結(jié)束后，關(guān)閉采樣容器的出氣口，利用采樣泵將空氣樣品壓縮進采樣容器。采氣流速根據(jù)監(jiān)測目的和采樣量確定，采樣容器內(nèi)氣壓達到1.5倍大氣壓后，關(guān)閉采樣泵并立刻擰緊采樣容器的進氣口。從采樣系統(tǒng)上卸下采樣容器，標注樣品標識，放回裝運箱。5.4.1.3.2樣品采集時，應(yīng)記錄監(jiān)測點位信息、采樣容器信息、采樣設(shè)備信息、采樣時間、采樣流量、氣象條件、采樣人員等（采樣記錄表見附錄A）。氣象條件包括采樣點環(huán)境溫度、氣壓、相對濕度、風向和風速等氣象參數(shù)，氣象條件監(jiān)測相關(guān)要求按HJ194的規(guī)定執(zhí)行。5.4.2塔式采樣5.4.2.1氣路連接5.4.2.1.1按照5.4.1.1進行氣路連接，將采樣管路或采樣系統(tǒng)放至采樣塔4.3中要求的采樣高度處。5DB4101/T68—20235.4.2.1.2若依托自動監(jiān)測系統(tǒng)的采樣管路采集樣品，將預留采樣口與采樣系統(tǒng)按照5.4.1.1進行連接。5.4.2.2采樣系統(tǒng)沖洗同5.4.1.2。5.4.2.3樣品采集同5.4.1.3。6樣品運輸和保存樣品采集后，應(yīng)在常溫條件下保存和運輸，運輸過程中應(yīng)防止磕碰、泄漏和污染，送至實驗室后盡快進行分析。甲烷7d內(nèi)分析完畢,二氧化碳、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮20d內(nèi)分析完畢。7分析測試7.1監(jiān)測項目二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）、三氟化氮（NF3）。7.2分析方法實驗室樣品分析方法可選擇氣相色譜法、非分散紅外光譜法、低溫預濃縮-氣相色譜質(zhì)譜法等，儀器性能應(yīng)滿足附錄B推薦方法中的分析儀器指標要求。測定前需檢查采樣容器壓力，確認采樣容器密封性良好。將采樣容器與分析儀器連接，按照儀器說明書操作，記錄分析數(shù)據(jù)。見附錄B。8數(shù)據(jù)處理8.1結(jié)果表示8.1.1數(shù)值修約相關(guān)要求按GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。8.1.2測定結(jié)果以質(zhì)量濃度表示，其中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮以mg/m3計，氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮以ng/m3計。8.1.3二氧化碳測定結(jié)果保留小數(shù)點后一位；甲烷、氧化亞氮測定結(jié)果小于1mg/m3時保留至小數(shù)點后兩位，大于等于1mg/m3時保留三位有效數(shù)字；氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮測定結(jié)果保留小數(shù)點后一位，最多保留三位有效數(shù)字。8.2數(shù)據(jù)校核及審核數(shù)據(jù)需進行三級審核，審核內(nèi)容應(yīng)符合HJ630的要求，主要包括：采樣操作過程是否規(guī)范、完整；樣品分析記錄、儀器校準校驗記錄是否規(guī)范、完整；質(zhì)控指標復核，確保指標合格。8.3異常情況的判斷和處理6DB4101/T68—2023根據(jù)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制要求，當出現(xiàn)異常情況時，該次測量活動失控，應(yīng)查找原因，并采取相應(yīng)措施，消除干擾或污染，必要時重新采樣或分析。9安全防護9.1按GB39800.1的規(guī)定執(zhí)行，根據(jù)監(jiān)測活動存在的危害因素和危害評估結(jié)果，采樣和分析人員應(yīng)選擇性地配備防護裝備和安全保護裝置，確保人員安全。9.2采樣罐清洗、樣氣配制應(yīng)在通風櫥中進行。9.3現(xiàn)場監(jiān)測或采樣時，應(yīng)佩戴安全帽，穿工作服，高空作業(yè)時，應(yīng)配備安全繩索等防護設(shè)施。9.4按GB/T38931的規(guī)定執(zhí)行，確保無人機使用安全。9.5樣品運輸過程中，應(yīng)采取必要的防震、防雨、防塵、防爆等措施，以保證人員和樣品的安全。10質(zhì)量保證和質(zhì)量控制10.1采樣罐應(yīng)專罐專用，不應(yīng)與污染源采樣罐混用。10.2每清洗10個或每批次（少于10個）應(yīng)至少取1只采樣罐注入高純氮氣進行罐清洗空白抽查。罐清洗空白中目標物檢出濃度應(yīng)低于方法檢出限，否則應(yīng)查找原因并重新清洗至合格為止。10.3采樣罐運至采樣地點過程中應(yīng)保持正壓；樣品采集完成、運回實驗室和測試完畢后，也應(yīng)保持正壓，否則樣品測試數(shù)據(jù)無效。10.4每批樣品至少分析1個運輸空白。先將高純氮氣注入清洗后的采樣罐，并帶至采樣現(xiàn)場。經(jīng)過與樣品相同的處理過程（包括現(xiàn)場暴露、運輸與存放等）和分析步驟。運輸空白中目標物檢出濃度應(yīng)低于方法測定下限。10.5每10個樣品或每批次（少于10個樣品/批）應(yīng)至少采集1個平行樣品，平行樣品中目標化合物的相對偏差應(yīng)不大于20%。10.6每批次測試樣品應(yīng)至少留存1個樣品，在相應(yīng)保存期限內(nèi)進行樣品復測，復測結(jié)果的相對偏差應(yīng)≤30%。10.7用于校準采樣器的標準流量計應(yīng)定期檢定/校準，采樣系統(tǒng)中的流量計使用前、后需流量校準。10.8標準使用氣應(yīng)溯源至國家或行業(yè)認證的標準氣或國際權(quán)威機構(gòu)測試標準。77（資料性）溫室氣體采樣記錄溫室氣體采樣記錄表見表A.1。表A.1溫室氣體采樣記錄表DB4101/T682023—DB4101/T682023—度采樣人：復核人：審核人：8DB4101/