金 純

（浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司，浙江 杭州 310012）

廢氣監(jiān)測主要是利用監(jiān)測儀器來測定空氣中含硫化合物、含氮化合物、碳?xì)浠衔?、碳氧化合物、鹵素化合物等分子狀態(tài)污染物及降塵、飄塵等粒子狀態(tài)污染物的濃度。根據(jù)廢氣監(jiān)測數(shù)據(jù)，環(huán)境保護(hù)部門可以針對性地制訂廢氣防治方案，最大限度地將廢氣中的有毒有害物質(zhì)含量降到最低點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到改善空氣質(zhì)量的目的。因此，為了提高廢氣監(jiān)測精度，確保廢氣治理效果，廢氣監(jiān)測機(jī)構(gòu)需要對每一個環(huán)節(jié)的監(jiān)測質(zhì)量進(jìn)行有效控制，這樣才能給廢氣治理工作提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

1 廢氣的分類與來源

廢氣已經(jīng)成為污染環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?，尤其是火電廠、鋼鐵廠、化工廠、制藥廠等基礎(chǔ)工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的氣體，含有大量的二氧化硫、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锏扔卸居泻ξ镔|(zhì)，這些污染物一旦進(jìn)入到大氣當(dāng)中，將直接危及人體健康，同時(shí)也給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如果按照廢氣的存在狀態(tài)劃分，主要分為兩大類，即氣體物質(zhì)和存在于氣體中而形成氣溶膠的顆粒物。氣體物質(zhì)主要包括有機(jī)污染氣體和無機(jī)污染氣體。而顆粒物主要包括多環(huán)芳烴、油類等有機(jī)顆粒物，以及礦物塵、金屬、氧化物粉塵等無機(jī)顆粒物。這些廢氣主要來自于火電行業(yè)、鋼鐵冶煉行業(yè)、化工與石化行業(yè)、建材行業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、飲食業(yè)以及日常生活[1]。

以火電行業(yè)為例，在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生廢氣的主要工序是鍋爐燃燒、輸灰系統(tǒng)、原料系統(tǒng)，其中鍋爐燃燒過程產(chǎn)生的煙氣當(dāng)中含有大量的硫氧化合物、氮氧化合物以及少量的一氧化碳、二氧化碳、氟化物、氯化物等有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)多來自于煤炭當(dāng)中的礦物質(zhì)。輸灰系統(tǒng)廢氣主要是指中間灰?guī)炫欧懦鰜淼暮瑝m廢氣。而原料系統(tǒng)主要是煤場、原煤破碎、輸煤皮帶產(chǎn)生的含塵廢氣。由于火電廠的生產(chǎn)規(guī)模不同，因此，排放出的廢氣量也存在明顯差異，火電廠的工藝流程及排放的污染物如圖1所示。

圖1 火電廠生產(chǎn)工藝流程及排放的污染物

2 廢氣監(jiān)測流程

廢氣監(jiān)測的主要內(nèi)容包括顆粒物與其他有害氣體物質(zhì)的排放濃度、顆粒物與其他有害氣體物質(zhì)的排放量以及廢氣排放量。廢氣監(jiān)測目的是檢查污染源排放的顆粒物與其他有害物質(zhì)的排放濃度、排放量、噸產(chǎn)品排放量、無組織排放量、無組織排放濃度是否與國家、地方的排放標(biāo)準(zhǔn)相符，同時(shí)對已經(jīng)建成的建設(shè)項(xiàng)目投入使用后排放的大氣污染物對周邊環(huán)境與人體健康所造成的污染程度及廢氣治理工作提供科學(xué)確鑿的參考依據(jù)。在監(jiān)測過程中，參照的主要標(biāo)準(zhǔn)包括《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等，其監(jiān)測流程如下：

2.1 事前準(zhǔn)備工作

在廢氣監(jiān)測工作開始之前，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)做好充分的事前準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)當(dāng)確定被監(jiān)測單位，并與單位負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，就監(jiān)測事宜向單位負(fù)責(zé)人予以說明，然后要求被監(jiān)測單位提供一些基礎(chǔ)性材料，比如排污許可證、自行監(jiān)測方案等，并根據(jù)這些資料確定具體的監(jiān)測項(xiàng)目與監(jiān)測位置。其次，由于污染源監(jiān)測儀器屬于高精度儀器，因此，在監(jiān)測之前需要對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)指派專人負(fù)責(zé)對監(jiān)測過程中的具體內(nèi)容及安全防護(hù)工作進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，以避免發(fā)生不必要的安全事故。最后，為了提高現(xiàn)場監(jiān)測效率，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)與被監(jiān)測單位的有關(guān)人員做好溝通協(xié)調(diào)工作，以全面了解與監(jiān)測工作相關(guān)聯(lián)的信息。

2.2 廢氣監(jiān)測布點(diǎn)

合理布置采樣點(diǎn)是廢氣監(jiān)測工作的重中之重，因此，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)事先明確采樣點(diǎn)的布置原則：第一，選取的監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)當(dāng)具有代表性，不能隨意選擇一般的采樣點(diǎn)。第二，采樣點(diǎn)的選擇應(yīng)當(dāng)遵循易于到達(dá)的原則，即監(jiān)測人員與采樣點(diǎn)之間盡量保持在零距離，這樣有利于提高測量精度。第三，監(jiān)測人員確定的采樣點(diǎn)應(yīng)當(dāng)易于操作，并且有足夠的空間來放置監(jiān)測儀器。第四，安全性原則，即采樣點(diǎn)的位置應(yīng)當(dāng)安全可靠，發(fā)生意外事故的可能性為零。第五，符合國家及地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，如果選擇的采樣點(diǎn)不合規(guī)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更改或者采取加設(shè)采樣點(diǎn)的方式來為監(jiān)測工作提供更多的便利條件。比如在煙道內(nèi)布設(shè)采樣點(diǎn)時(shí)，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)特別留意，由于煙道內(nèi)同一斷面各個點(diǎn)位的氣流速度及煙塵濃度分布不均勻，在這種情況下，如果設(shè)置的采樣點(diǎn)位較少，則無法得到確切的監(jiān)測值。因此，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合煙道的斷面形狀、尺寸規(guī)格以及煙塵的流速采取多點(diǎn)測量、多點(diǎn)布設(shè)的方式，這樣才能獲得更加精準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

以圓形斷面煙道上的采樣點(diǎn)為例，當(dāng)監(jiān)測人員進(jìn)駐采樣現(xiàn)場以后，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)GB／T 16157-2017《固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法》的規(guī)定，確定圓環(huán)數(shù)與測點(diǎn)數(shù)，如表1所示。

表1 圓形斷面煙道等面積環(huán)數(shù)和測點(diǎn)數(shù)

采樣孔應(yīng)當(dāng)位于和圓形斷面互相垂直的兩條直徑線上，采樣孔的數(shù)量以四個為宜，為了便于監(jiān)測，在煙道上選取采樣孔時(shí)盡量在煙道兩側(cè)，由于表1當(dāng)中的最大煙道直徑為4 000 mm，如果在監(jiān)測過程中，煙道直徑超過4 000 mm，那么監(jiān)測人員可以根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)向外推演，比如煙道直徑大于4 000 mm小于5 000 mm時(shí)，等面積圓環(huán)數(shù)為7個，測量直徑條數(shù)為2個，測點(diǎn)總數(shù)介于14—28之間，依此類推。在計(jì)算采樣點(diǎn)與煙道中心的距離時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照下面的數(shù)學(xué)計(jì)算式來計(jì)算出最后的結(jié)果：，在計(jì)算式當(dāng)中，rm代表采樣點(diǎn)與煙道中心的距離，R代表煙道半徑，n代表從煙道中心算起的測點(diǎn)序號，m代表確定的圓環(huán)數(shù)，其中，m的取值可以從表1當(dāng)中查得。

2.3 數(shù)據(jù)處理

當(dāng)采樣點(diǎn)確定以后，監(jiān)測人員開始進(jìn)入監(jiān)測環(huán)節(jié)。由于監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度直接影響著廢氣治理效果，因此，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行國家頒布的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)測以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。比如在監(jiān)測空氣中總懸浮顆粒時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)GB∕T 15432-2018《環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測定重量法》中規(guī)定的測定方法，在測定顆粒數(shù)量與濃度時(shí)需要的儀器包括大流量或中流量采樣器、流量計(jì)、濾膜、恒溫恒濕箱以及分析天平等，首先利用X光機(jī)對濾膜進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)濾膜存在孔洞，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，然后將濾膜放置在恒溫恒濕箱內(nèi)平衡24小時(shí)，平衡溫度介于15—30 ℃之間，并將平衡溫度與濕度記錄下來，利用精度為1 mg的大流量采樣器與精度為0.1 mg的中流量采樣器稱量平衡以后的濾膜，這道工序結(jié)束以后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)入到采樣工序，最后，在平衡條件下對樣品進(jìn)行稱重，進(jìn)而計(jì)算出顆粒物的重量與濃度[2]。

3 環(huán)境污染源中廢氣監(jiān)測工作存在的主要問題

受到外界干擾因素與人為主觀因素的影響，在廢氣監(jiān)測工作中也常常暴露出一些亟待解決的問題，因此，廢氣監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)及時(shí)查找產(chǎn)生這些問題的原因，并采取針對性的、行之有效的解決措施，以提高廢氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，確保監(jiān)測工作能夠高效開展。

3.1 監(jiān)測人員綜合素養(yǎng)亟待提升

廢氣監(jiān)測工作專業(yè)性強(qiáng)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度要求高，這就需要廢氣監(jiān)測隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)具有較高的專業(yè)技術(shù)水平與豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。但是，就目前的監(jiān)測隊(duì)伍來看，由于后期培訓(xùn)工作不到位，監(jiān)測人員所具備的專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)仍然停留在最初水平，加之部分監(jiān)測人員自主學(xué)習(xí)意識淡薄，在實(shí)際工作當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)人為失誤，監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度也受到嚴(yán)重影響。而究其原因是由于監(jiān)測機(jī)構(gòu)資金短缺，尤其在專業(yè)人才培養(yǎng)方面，投入的資金少之又少，甚至個別地區(qū)只是盲目地招用監(jiān)測人員，卻忽略了監(jiān)測人員的理論水平與實(shí)踐能力。

3.2 取樣方法不科學(xué)

隨著廢氣監(jiān)測水平的不斷提升，近年來，在廢氣監(jiān)測領(lǐng)域出現(xiàn)了大量的新型監(jiān)測技術(shù)與取樣方法，而部分地區(qū)在采樣與監(jiān)測過程中仍然沿用過去的老方法、老套路、老思想，取樣方法無創(chuàng)新，監(jiān)測流程過于繁瑣，這就嚴(yán)重影響了廢氣監(jiān)測結(jié)果。比如在測定大氣中氮氧化物的含量與濃度時(shí)，目前主要采取的測定方法有兩種，即鹽酸萘乙二胺分光光度法與化學(xué)發(fā)光法，監(jiān)測機(jī)構(gòu)在選擇測定方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)事先明確這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后再選擇最優(yōu)測定方案。但是，一些監(jiān)測人員為了加快監(jiān)測進(jìn)度，往往不經(jīng)事前調(diào)研便隨意確定測定方法，進(jìn)而給監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確率造成嚴(yán)重影響。

3.3 采樣過程不嚴(yán)謹(jǐn)

采樣工作的質(zhì)量直接關(guān)系到廢氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而在實(shí)際工作當(dāng)中，一些監(jiān)測人員由于缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，并且對采樣過程表現(xiàn)出一副“無所謂”的態(tài)度，以至監(jiān)測樣品的性狀發(fā)生巨大改變。比如在采樣過程中，為了收集具有實(shí)際參考與應(yīng)用價(jià)值的樣品，監(jiān)測人員首先需要對盛裝樣品的器具做氣密性實(shí)驗(yàn)，以防止樣品外溢影響監(jiān)測結(jié)果。通常情況下，采樣系統(tǒng)的負(fù)壓表讀數(shù)往往在6—7千帕之間，而30秒后系統(tǒng)內(nèi)的壓力將下降到1.5千帕，這表明集氣裝置的氣密性良好，但是，由于監(jiān)測人員的疏忽，在集氣裝置內(nèi)部壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1.5千帕?xí)r，仍然對內(nèi)部氣體的濃度進(jìn)行測定，在這種情況之下，最終的測定數(shù)據(jù)也必將出現(xiàn)較大的誤差。

4 環(huán)境污染源中廢氣監(jiān)測工作的質(zhì)量控制措施

為了提高監(jiān)測工作質(zhì)量，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映出大氣污染物的實(shí)際水平，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采取以下質(zhì)量控制措施。

4.1 嚴(yán)控廢氣采集裝置質(zhì)量

廢氣采集裝置是監(jiān)測工作順利開展的一個重要載體，如果采集裝置存在質(zhì)量缺陷，那么后續(xù)的監(jiān)測工作質(zhì)量也將受到嚴(yán)重影響。因此，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)從采集裝置的采購源頭抓起。首先，在采購之前，需要對供應(yīng)商的資質(zhì)以及產(chǎn)品的質(zhì)量檢測合格證書等材料進(jìn)行審查，然后遵循“優(yōu)中選優(yōu)”的原則，確定最后的供應(yīng)商，在供需雙方簽訂采購合同之前，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)指派專業(yè)人員負(fù)責(zé)對各種監(jiān)測裝置、儀器、設(shè)備的各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后方可履行采購手續(xù)。另外，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)事先明確各種監(jiān)測裝置的性能，并結(jié)合監(jiān)測工作量與監(jiān)測工作的難易程度，合理選擇監(jiān)測器具。比如在選擇濾膜時(shí)，盡量選擇與廢氣當(dāng)中的氣態(tài)化合物不發(fā)生反應(yīng)的石英材質(zhì)的濾膜或者聚四氟乙烯材質(zhì)的濾膜，這兩種材質(zhì)的濾膜在常溫條件的穩(wěn)定性較好，進(jìn)而能夠保證采集氣體的質(zhì)量濃度不受影響[3]。

4.2 明確廢氣排量與工況

在對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，由于工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不同，排放出的有害氣體含量也存在明顯差異，這就嚴(yán)重影響了廢氣監(jiān)測結(jié)果。為了避免這種情況的發(fā)生，提高廢氣監(jiān)測質(zhì)量，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)事先對工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的作業(yè)生產(chǎn)條件、廢氣排放量以及生產(chǎn)工況等信息進(jìn)行了解，然后再制訂符合工況條件的監(jiān)測方案。比如在對鋼鐵企業(yè)加熱爐排放的廢氣進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測機(jī)構(gòu)需要提前進(jìn)駐生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場，并對現(xiàn)場的生產(chǎn)工況進(jìn)行了解，如果鋼鐵企業(yè)的加熱爐始終處于持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么可以直接采集廢氣樣本，如果加熱爐處于停置狀態(tài)或者處于間斷性運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整監(jiān)測日期，以保證采集的煙氣樣本具有說服力與代表性。

4.3 明確監(jiān)測流程，提升監(jiān)測水平

為了建設(shè)一支專業(yè)技術(shù)水平高、綜合職業(yè)素養(yǎng)高、責(zé)任心強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的監(jiān)測隊(duì)伍，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)根據(jù)監(jiān)測人員的崗位工作職責(zé)，專門制訂一套科學(xué)系統(tǒng)的培訓(xùn)教育計(jì)劃，并將國家及地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)構(gòu)內(nèi)部的各項(xiàng)管理機(jī)制、新型的監(jiān)測技術(shù)與方法等內(nèi)容納入培訓(xùn)計(jì)劃中，并通過集中培訓(xùn)、專家講座、遠(yuǎn)程線上互動以及實(shí)戰(zhàn)演練等方式，對監(jiān)測人員進(jìn)行培養(yǎng)再教育，以提高監(jiān)測隊(duì)伍的專業(yè)水準(zhǔn)與綜合素養(yǎng)。另外，在監(jiān)測工作開始之前，監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)指派專人負(fù)責(zé)對監(jiān)測人員開展技術(shù)交底工作，使其能夠明確監(jiān)測流程的每一個環(huán)節(jié)，以避免出現(xiàn)人為失誤的情況。比如在對氣體檢測儀進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)明確檢測儀內(nèi)部的傳感器的基本功能，并保證在每一次使用氣體檢測儀之前，都需要對儀器重新進(jìn)行校準(zhǔn)，必要時(shí)應(yīng)當(dāng)更換探頭，這樣才能保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

5 結(jié)語

廢氣監(jiān)測質(zhì)量與廢氣治理工作成效存在著密不可分的關(guān)系，因此，監(jiān)測人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步明確廢氣監(jiān)測流程，積極借鑒和學(xué)習(xí)先進(jìn)的監(jiān)測方法與成功案例，并通過內(nèi)部培訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)等方法不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)水平，在改善和提高廢氣監(jiān)測質(zhì)量的同時(shí)，為廢氣治理工作提供更加科學(xué)確鑿的參考依據(jù)。