高 飛 張文斌 李 莉 張瀟天
(重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 重慶 401147)
為貫徹落實中共中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳聯(lián)合出臺的《關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見》[1]以及中共重慶市委辦公廳、重慶市人民政府辦公廳決定的《關(guān)于印發(fā)〈重慶市深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量實施方案〉的通知》的落實,要求以貫徹國家認(rèn)監(jiān)委《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價》相關(guān)要求為基本,以提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量要求為核心,要做到依法監(jiān)測、科學(xué)監(jiān)測、誠信監(jiān)測,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)“全面、準(zhǔn)確、客觀、真實”,嚴(yán)格遵守環(huán)境監(jiān)測各個方面的質(zhì)量管理規(guī)定,充分發(fā)揮高質(zhì)量管理在環(huán)境監(jiān)測活動中的重要支柱作用,確保得到的監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)具有代表性、真實性、對比性、整體性。現(xiàn)對有組織排放監(jiān)測非甲烷碳?xì)浠衔锸止げ蓸忧闆r展開分析,并依照實際狀況出臺合理的政策,執(zhí)行最準(zhǔn)確的環(huán)境治理措施,對現(xiàn)階段的污染源監(jiān)測中有著較強的現(xiàn)實意義。
NMHCs的形成原因有多種,但是日常中主要分為自然環(huán)境形成以及人為原因形成兩種。人為形成NMHCs的原因有多種,其中主要包含了四個方面:化石和生物質(zhì)等燃料的燃燒、交通工具的尾氣排放、工業(yè)生產(chǎn)的溶劑揮發(fā)和污染排放、城市生活垃圾填埋,這些方面處理不恰當(dāng)會導(dǎo)致NMHCs含量快速增加。
截至目前,全球碳?xì)浠衔锟偱欧帕康?1.9%[2]來自于自然環(huán)境。自然植被受環(huán)境溫度、光照條件、臭氧濃度等外部非生物刺激,或者受砍伐活動、昆蟲遷移等外部生物刺激反應(yīng),造成自然環(huán)境中的各種植物產(chǎn)生的多種有機物釋放到大氣環(huán)境中,其中含量較多的就是NMHCs ,其化學(xué)成分主要是異戊二烯、α-蒎烯和β-蒎烯等單萜烯類。
人為原因造成的污染主要分為三個方面:固定源污染、移動源污染和無組織排放源污染[2],人為原因?qū)е麓罅縉MHCs被排放到大氣環(huán)境中,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,給人們的生活以及生命健康帶來巨大挑戰(zhàn)。其中重慶市的固定污染源主要集中在制造和生活企業(yè),其中包括火力發(fā)電廠、生活垃圾填埋場、化工廠、印刷業(yè)、石油與天然氣工程、汽車維修、餐飲業(yè)、汽車及摩托車制造(含配件制造)、工業(yè)焚燒爐和冶煉廠等,移動污染源主要來源于摩托車、飛機和輪船等交通工具以及非道路機械等氣體的排放,無組織排放源包括露天焚燒垃圾產(chǎn)生的混合氣體、石油及有機溶劑揮發(fā)等。
在這些人為造成的污染源中,占比最大的是燃油和混動汽車及摩托車排放的尾氣,排放的尾氣中NMHCs化合物[3]的成分包括烯烴(主要是乙烯、1-丁烯、異丁烯、丙烯等)、炔烴(主要是乙炔)、烷烴(主要是丙烷、異戊烷、正戊烷)以及苯系物(主要是甲苯、乙苯等)等[4]。另外,汽車及摩托車制造(含配件制造)和汽車維修的噴涂以及其他工業(yè)生產(chǎn)中溶劑的濫用是也是一個重要的NMHCs來源,尤其是重慶市兩江新區(qū)集中生產(chǎn)的工業(yè)區(qū),每日都要排放出大量正己烷、苯系物(主要是乙苯、二甲苯、三甲苯等)等污染物,其中便含有大量的NMHCs[5]。
此外,在化石燃料的開采和生產(chǎn)過程,也會產(chǎn)生大量的NMHCs,特別是在汽油和其他石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,這種情況尤為明顯。
污染源監(jiān)測剛開始以人工監(jiān)測為起點,采用比較原始的手工監(jiān)測技術(shù)對有組織排放污染源排放污染物的濃度進行監(jiān)測。隨著科技的發(fā)展,自動監(jiān)測逐漸開始取代人工檢測,相比于人工監(jiān)測,自動監(jiān)測技術(shù)具有省時、便利、速率高的特點,可以預(yù)測在不遠(yuǎn)的未來,自動監(jiān)測方法會在環(huán)境的監(jiān)測方法中占據(jù)主導(dǎo)地位。但是隨著人們對手工監(jiān)測技術(shù)的逐漸深入了解,人們發(fā)現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測當(dāng)中,人工監(jiān)測雖然逐漸不占據(jù)主導(dǎo)地位但是其也具有必要性和不可替代性,近年來,環(huán)境監(jiān)測方法逐漸發(fā)展成自動監(jiān)測和手工監(jiān)測相結(jié)合監(jiān)測技術(shù)體系。
手工監(jiān)測方法是最原始、最經(jīng)典的污染源監(jiān)測方法,其伴隨著各種監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,不但不會消失而且將不斷完善。在監(jiān)測手段多樣化的今天,由于在線自動監(jiān)測技術(shù)尚不成熟且成本較高,目前仍主要依賴于手工監(jiān)測方法開展污染源監(jiān)測。因此,盡管手工監(jiān)測技術(shù)存在操作繁瑣、時效性較差、工作量大等問題,但其在污染源監(jiān)測中仍具有重要的作用和意義。
以手工監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法的實際操作經(jīng)驗為基礎(chǔ),依照實際狀況采取合理的質(zhì)控措施,是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、真實性、對比性和整體性的重要手段。
目前通用的要求如下:
第一,儀器設(shè)備的檢定與校準(zhǔn):數(shù)據(jù)監(jiān)測使用的要符合國家規(guī)定,樣品收集完畢后要依法送往合格的計量檢定機構(gòu)及時進行檢定,并且一定要規(guī)定的檢定有效期內(nèi)使用;屬于非強制檢定的儀器設(shè)備也應(yīng)該按照相應(yīng)的校準(zhǔn)方法自行校準(zhǔn)或核查,或者送往有資質(zhì)的鑒定機構(gòu)進行校準(zhǔn),校準(zhǔn)合格后在有效期內(nèi)使用;儀器經(jīng)過計量檢定或者校準(zhǔn)后使用人員需要對儀器設(shè)備進行定期檢定,并對鑒定結(jié)果進行及時評價確認(rèn),確保儀器設(shè)備滿足使用要求,未經(jīng)檢定或校準(zhǔn)的儀器設(shè)備不得使用。
第二,采樣器校準(zhǔn):按監(jiān)測單位的體系文件規(guī)定定期對采樣器進行校準(zhǔn)和期間核查。
第三,每季度各個現(xiàn)場監(jiān)測和實驗室分析的儀器與設(shè)備的使用情況以及使用記錄進行抽查,確保監(jiān)測儀器與設(shè)備運行正常,相關(guān)人員要按照操作規(guī)程使用相關(guān)儀器,及時檢查各個現(xiàn)場監(jiān)測和實驗室分析的儀器與設(shè)備的使用記錄是否真實和規(guī)范。抽查儀器與設(shè)備年度核查執(zhí)行情況,確認(rèn)儀器與設(shè)備核查使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品真實有效,儀器與設(shè)備年度核查方法應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或檢驗規(guī)程的要求。
1.廢氣流量
(1)采樣裝置性能要求:采樣裝置的性能和技術(shù)指標(biāo)符合《固定污染源廢氣中顆粒物的測定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)及修改單中的要求。
(2)系統(tǒng)檢漏:采樣開始前應(yīng)檢查系統(tǒng)是否漏氣,檢漏應(yīng)符合GB/T16157中系統(tǒng)現(xiàn)場檢漏的要求,符合要求后才能正常運行系統(tǒng)。
(3)排氣壓力的測定應(yīng)先調(diào)節(jié)零點,進行氣密性復(fù)查,S形皮托管的全壓孔要正對氣流方向,偏差不得超過10度。
(4)采樣過程中的流量、斷面、壓力等數(shù)據(jù)應(yīng)與生產(chǎn)設(shè)備的實際情況進行核實,當(dāng)斷面不規(guī)范時,可根據(jù)斷面實際情況,按照布點要求適量增加點位數(shù)量,采樣中要求跟蹤率在1.0±0.1的范圍內(nèi),否則要求重新采樣;恒流采樣時應(yīng)隨時檢查流量發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)及時調(diào)整,采樣前后要對廢氣的流速進行重復(fù)的測定,采樣前后廢氣流速的變化須在±20%的范圍內(nèi),否則需重新采樣。
(5)煙氣溫度測量的點藥盡量位于煙道的中心,溫度計最小刻度應(yīng)至少為1℃,實測溫度應(yīng)在全量程的10-90%范圍內(nèi)。
2.非甲烷碳?xì)浠衔铮∟MHCs)的采樣
非甲烷總烴的測試采集重慶市各監(jiān)測站主要使用氣袋采集樣品,嚴(yán)格遵照《固定污染源廢氣、總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定氣相色譜法》(HJ38-2017)開展,質(zhì)量保證與質(zhì)量控制關(guān)鍵要求如下:
(1)采樣容器的準(zhǔn)備:采樣前采樣氣袋應(yīng)使用除烴空氣清洗,按一定的批次抽取至少1個注入除烴空氣,室溫下放置不少于實際樣品保存時間后,進行總烴測定,測定結(jié)果應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)方法的檢出限。
(2)運輸空白的要求:同批次采集的樣品至少采集一個運輸空白,運輸空白樣品總烴測定結(jié)果應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)方法的檢出限。
(3)有效采樣時間:固定污染源監(jiān)測點在1h內(nèi)采集3個以上具有代表性的樣品,計算其平均值。
(4)樣品的保存:樣品常溫避光保存,放置時間不超過48h。
(5)非防爆環(huán)境普遍條件下的采樣溫度:采樣時,采樣管的加熱溫度應(yīng)達(dá)到120℃,溫差應(yīng)控制在±5℃范圍內(nèi)。
3.實驗室分析
(1)空白實驗:空白實驗分為實驗室空白和運輸空白。每次分析前均應(yīng)做一個空白實驗:用除烴空氣,按照與樣品測試相同的步驟和分析條件進行測定:總烴含量(含氧峰)≤0.40mg/m3(以甲烷計);或在甲烷柱上測定,除氧峰外無其他峰;另外還應(yīng)測定標(biāo)準(zhǔn)氣體稀釋氣,其總烴測定結(jié)果應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)方法檢出限。
(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制與核查[6]:將甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體配制成不少于5個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列,曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)≥0.995,標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍適中,根據(jù)樣品濃度設(shè)置合理曲線范圍。在實驗條件沒有改變前提下使用先前校準(zhǔn)曲線時,應(yīng)測定曲線中間濃度點,其測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)曲線該點理論濃度之間的相對誤差應(yīng)≤10%,若超出允許范圍,應(yīng)重新配置中間濃度點標(biāo)準(zhǔn)溶液,若還不能滿足要求,應(yīng)該按照相關(guān)要求重新繪制出相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線,否則,其精密度和準(zhǔn)確度不能進行有效地控制:為了保持結(jié)果的準(zhǔn)確性,每批樣品應(yīng)該取至少不少于10%的實驗室內(nèi)平行樣品用以分析,其測定結(jié)果的相對偏差≤15%。每批次樣品至少分析10%的有證標(biāo)準(zhǔn)氣或由標(biāo)準(zhǔn)氣體配制的濃度點,結(jié)果的相對誤差應(yīng)不大于10%。
2018年12月29日,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《環(huán)境空氣和廢氣、總烴、甲烷和非甲烷總烴便攜式監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法》(HJ1012-2018),規(guī)定了現(xiàn)場測試非甲烷烴等物質(zhì)的便攜式儀器技術(shù)要求及檢測方法;北京和山東分別有了《固定污染源廢氣甲烷/總烴/非甲烷總烴的測定便攜式氫火焰離子化檢測器法》(DB11/T 1367—2016)和《固定污染源廢氣、總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法》(DB37/T 3922—2020)兩個地方標(biāo)準(zhǔn)。
早在2000年我國就對環(huán)境問題有了進一步的認(rèn)識[7],其中對環(huán)境中NMHCs進行有效的監(jiān)測有利于更加清晰的認(rèn)識環(huán)境中其含量的變化,對于治理環(huán)境污染具有重要意義?,F(xiàn)如今人工檢測和自動監(jiān)測已經(jīng)開始進一步結(jié)合,對于環(huán)境監(jiān)測來說具有重要意義,可想而知,在未來,人工與自動相結(jié)合的環(huán)境監(jiān)測將會為人類的綠色發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。