空气和废气中铅等重金属的采样技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,山东省环境监测中心站,空气和废气中铅等重金属的采样技术,山东省环境监测中心站,2011年6月,环境空气中重金属采样按照环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法（GB/T15432-1995）和环境空气质量手工监测技术规范（HJ/T194-2005）执行,污染源废气中重金属采样按照固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB/T16157-1996）执行,无组织排放重金属采样按照大气污染物无组织排放监测技术导则,（HJ/T55-2000,）执行,监测准备,采样位置、采样孔和采样点,重金属尘的采样,气态重金属的采样,采样频次和采样时间,监测结果表述及计算,铅等重金属,相关排放标准,1.监测准备,监测方案的制定,资料收集和现场调查。,制定监测方案，内容包括污染源概况，监测目的，评价标准，监测内容，监测项目，采样位置，采样频次及采样时间，采样方法和分析测定技术，监测报告要求，质量保证措施等。,监测条件的准备,仪器设备检定和校准。,准备器材、试剂、记录表格。,开设采样孔，设置采样平台。,设置监测工作电源。,被测设备运行正常，工况符合要求。,对污染源的工况要求,监测现场应有专人监督污染源工况。,新锅炉在设计出力下，在用锅炉在设计出力的70以上进行监测。,工业炉窑在最大热负荷下监测。,监测工况要求,工艺废气、垃圾焚烧,的日常监督性监测，采样期间的工况应与平时的正常运行工况相同。,竣工验收监测应在工况稳定、生产负荷达到设计生产能力的75%以上情况下进行，国家、地方排放标准对生产负荷另有规定的按规定执行。,被测无组织排放源的排放负荷应处于正常生产和正常排放状态。,监测期间的主导风向（平均风向）应有利于监控点的设置，使监控点和被测无组织排放源之间的距离尽可能缩小。,监测期间的风向变化、平均风速和大气稳定度三项指标对污染物的稀释和扩散影响很大，应按照一定的判定方法，对照本地区的“常年”气象数据选择较适宜的监测日期。,当对被测单位既要进行有组织和废气净化监测又要进行无组织排放监测时，应尽可能在满足无组织监测的条件下同期进行监测。,气象条件直接影响到无组织排放监测监控点的布设。在进行无组织排放监测时应注意气象条件对监测结果的影响，或选择适当的气象条件开展监测。,无组织排放监测时机选择,2.采样位置，采样孔和采样点,采样位置,采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所，,必要时,设置采样平台，采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。平台面积应不小于,2,，并设有高的护栏。,采样位置应优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。,污染源废气采样,测试现场空间位置有限，很难满足上述要求时，可选择比较适宜的管段采样，但采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的倍，并应适当增加测点的数量和采样频次。采样断面的气流速度最好在5m/s以上。,采样孔和采样点,采样孔,在选定的测定位置上开设采样孔，采样孔的内径应不小于80mm，采样孔管长应不大于50mm。不使用时应用盖板、管堵或管帽封闭,。,对圆形烟道，采样孔应设在包括各测点在内的互相垂直的直径线上。对矩形或方形烟道，采样孔应设在包括各测点在内的延长线上。,采样点位置和数目,圆形烟道,将烟道分成适当数量的等面积同心环，各测点选在各环等面积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交点上，其中一条直径线应在预期浓度变化最大的平面内,。,对直径小于,、,流速分布比较均匀、对称，并符合上述要求的小烟道，可取烟道中心作为测点。,圆形烟道弯头后的测点,矩形烟道,将烟道断面分成适当数量的等面积小块，各小块中心即为测点。,烟道断面面积小于,2,，,流速分布比较均匀，可取断面中心作为测点。,圆形断面的测定点,矩形断面的测定点,烟道直径,等面积环数,测量直径数,测点数,4.0,5,1-2,10-20,圆形烟道分环及测点数的确定,环,数,测点号,1,2,3,4,5,1,0.146,0.067,0.044,0.033,0.026,2,0.854,0.250,0.146,0.105,0.082,3,0.750,0.296,0.194,0.146,4,0.933,0.704,0.323,0.226,5,0.854,0.677,0.342,6,0.956,0.806,0.658,7,0.895,0.774,8,0.967,0.854,9,0.918,10,0.974,测点距烟道内壁距离（以烟道直径D计）,采样点距烟道内壁近距离,烟道断面积(m,2,),等面积小块长边长度(m),测点总数,0.1,0.32,1,0.1-0.5,0.35,1-4,0.5-1.0,0.50,4-6,1.0-4.0,0.67,6-9,4.0-9.0,9.0 20,1.0,20,1.0,等同面积数,矩（方）形烟道的分块和测点数,要在排放源上、下风向分别设置参照点和监控点，参照点和监控点距无组织排放源最近不应小于2m。,要依照法定手续确定边界，若无法定手续则按目前的实际边界确定，有争议时，由项目所在地方环保部门确定。,采样点一般应设于周界外10m范围内，但若现场条件不允许，可将监控点移至周界内，若经估算预测，无组织排放的最大落地浓度区域超出10m范围之外，将监控点设置在该区域内。,监控点应设于周界浓度最高点，为确定浓度最高点，监控点最多可设置4个，而参照点只能设1个。,设点的高度范围为至15m。,国家、地方排放标准对无组织排放另有规定的按规定执行。,无组织排放采样位置和采样点位设置原则,3.重金属尘的采样,污染源废气中重金属尘采样,原理,将烟尘采样枪由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按颗粒物等速采样原理，抽取一定量的含重金属尘气体。根据采样枪滤筒上所捕集到的重金属尘量和同时抽取的气体量，计算出排气中重金属尘浓度。,采样原则,等速采样,颗粒物具有一定的质量，在烟道中由于本身运动的惯性作用，不能完全随气流改变方向，为了从烟道中取得有代表性的含重金属烟尘样品，需等速采样，即气体进入采样嘴的速度应与采样点的烟气速度相等，其相对误差应在10%以内。气体进入采样嘴的速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差。,采样方法,移动采样,用一个滤筒在已确定的采样点上移动采样，各点的采样时间相同，求出采样断面的平均浓度。,所用仪器,微电脑平衡烟尘采样器,采样前准备工作,滤筒处理。给滤筒编号，放入样品盒中。,检查所有的测试仪器功能是否正常，干燥器中的硅胶是否失效。,检查系统是否漏气，如发现漏气，应再分段检查，堵漏，直至合格。,采样步骤,记下滤筒的编号，将滤筒装入采样枪内，旋紧压盖。,仪器接通电源，输入日期、时间、大气压、管道尺寸等参数。仪器计算出采样点数目和位置，将各采样点的位置在采样管上作出标记。,打开烟道的采样孔，清除孔中的积灰。,将采样枪插入烟道中，预测流速法，选取合适的采样嘴。,将含湿量测定装置的抽气管和信号线与主机连接，测定烟气含湿量。,把采样枪和热电偶与主机连接，设定每点的采样时间，输入滤筒编号，将采样枪插入烟道中，密封采样孔。,采样嘴应先背向气流方向插入管道，采样时采样嘴必须对准气流方向,，位于第一个采样点。启动仪器，开始采样。一点采样时间结束，仪器自动发出信号，立即将采样枪移至第二采样点继续进行采样。依次类推，顺序在各点采样。,采样结束，应先将采样嘴背向气流，迅速抽出管道，防止管道负压将重金属尘粒倒吸。,用,镊子,小心的将滤筒封口向内折叠，放回,采样盒,中，交实验室分析。,用打印机打印出排气温度、压力、流速、标态烟气量、标态采气体积等参数。,无组织排放重金属尘采样,原理,以恒速抽取定量体积的空气，空气中含重金属尘被截留在滤膜上，根据滤膜上所捕集到的重金属尘量和同时抽取的气体量，计算出空气中含某种重金属尘的浓度。,采样仪器,中流量总悬浮颗粒物采样器,采样前准备工作,滤膜处理。给滤膜编号，放入样盒品中，不得将滤膜弯曲或折叠。,采样步骤,打开采样头盖，取出滤膜夹。用清洁干布擦去采样头内及滤膜夹的灰尘。,将已编号的滤膜毛面向上，放在网托上，然后放上滤膜夹，对正拧紧，使不漏气，设置好采样时间，启动采样。,采样结束后记录标准状态下累积采样体积，如没累积体积，需记录采样期间测试现场平均环境温度和平均大气压。用镊子轻轻取下滤膜，采样面向里，将滤膜对折，放入号码相同的滤膜袋中。,采样前应确认采样滤膜无针孔和破损；采样后应检查确定滤膜无破裂，滤膜上尘的边缘轮廓清晰，否则该样品膜作废，需要重新采样。,排放形式,涉及重金属,采样技术规范,所用仪器,所用耗材,有组织废气中重金属采样,Pb、As、,汞,等所有重金属,固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB/T16157-1996）,微电脑烟尘平衡采样器,滤筒,无组织排放或环境空气中重金属采样,除汞外的所有重金属,环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法（GB/T15432-1995）,中流量总悬浮颗粒物采样器,滤膜,滤筒：石英纤维滤筒和玻璃纤维滤筒等滤膜：过氯乙烯和玻璃纤维滤膜等,首先选用空白值较低的滤筒（膜），空白和样品的滤筒（膜）用同一批次，如滤筒（膜）空白值较高，使用前先用热（1+1）硝酸浸泡约3h（不能煮沸，以免破坏滤筒）。从酸中取出后，在水中浸泡10min，取出用水淋洗至近中性，烘干后即可使用。,如果处理后滤筒（膜）本底较高或废气中重金属的含量较低，应适当增大采样体积。,如果在采集过程中滤筒（膜）有破损，应重新采集此样品。,滤筒（膜）,编号时，禁用含所采重金属的工具。（采铅时禁用铅笔）,采集有组织排放中铅样品时，当温度低于400,时在管道内等速采样。当温度高于,400,时，铅呈气态存在，应将废气导出管道外，使温度降至,400,以下，以20L/min流量恒流采样（1030）min。,分析有时出现铅样品比空白低的（采样）原因,样品与空白序号弄混,是否是同一批次滤筒（膜）,样品滤筒（膜）是否有破损,4.气态污染物采样,废气污染源中气态重金属污染物采样,原理,通过烟气采样器将含重金属的废气污染物抽入到装有吸收液的吸收瓶或装有固体吸附剂的吸附管中，经化学分析得出废气中某种重金属含量。,采样仪器,烟气采样器,采样前准备工作,配置吸收液，检查并清洗吸收瓶，将准备好的吸收瓶编号。,清洗采样管，更换滤料,。,在准备好的吸收瓶中装入规定量的吸收液，其中两个作为旁路吸收瓶使用。,连接采样管、吸收瓶和采样器，连接管应尽可能,短,。,采样步骤,将采样管插入烟道近中心位置，进口与排气流动方向成直角，堵严采样孔。,用吸收瓶正式采集烟气样品前，应先用旁路吸收瓶抽气，,用被测烟气,置换吸收瓶前采样管路内的空气。,接通采样管路，调节采样流量至所需流量，采样期间流量波动应不大于,10,。,采样结束，切断采样管至吸收瓶之间气路，防止吸收液倒吸。,详细记录采样条件，包括采样流量、采样时间、计温、计压、大气压等。,采得的样品应妥善保存，尽快分析。,无组织排放气态重金属污染物采样,原理,通过空气采样器将无组织中气态重金属污染物样品抽入到装有吸收液的吸收瓶或装有固体吸附剂的吸附管中，经化学分析得出某种重金属含量。,所用仪器,空气采样器,采样前准备工作,清洗采样管，更换滤料，将备好的吸附管编号,。,连接吸附管和采样器，连接管应尽可能,短,。,采样步骤,接通采样管路，设定采样时间，启动采样，调节采样流量至所需流量，采样期间流量波动应不大于,5,。,详细记录采样条件，包括采样流量、采样时间、环境温度和大气压等。,采得的样品应妥善保存，尽快分析。,气态重金属采样方法只适用于汞的采样,排放形式,涉及重金属,采样技术规范,所用仪器,所用耗材,有组织排放气态重金属采样,汞,固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB/T16157-1996）,烟气采样器,气泡吸收管 （吸收液）,无组织排放或环境空气中气态重金属采样,汞,环境空气质量手工监测技术规范（HJ/T194-2005）,空气采样器,吸附管,吸收液（高锰酸钾溶液与10%硫酸溶液等体积混合，使前配制）其中高锰酸钾和硫酸均为优级纯,用吸收液采集样品时，橡皮管对汞有吸附，采样管与吸收管之间采用聚乙烯管连接，连接管要尽量短，接口处用聚四氟乙烯生料带密封；当汞浓度较高时，可使用大型冲击式吸收瓶采样；要做现场空白，将装有吸收液的气泡吸收管带到采样点，不连接烟气采样器，与样品在相同条件下保存、运输交至实验室分析。,有组织排放气态汞的采样,在烟气采样器上串联两支各装10mL吸收液的气泡吸收管，以,流量采样（530）min，同时详细记录采样条件。,采样结束后，封闭吸收管进出口置于样品箱内运输，并注意避光，交实验室分析，如不能及时分析应置于冰箱内（04）,保存，5天内分析。,巯基棉采样管（称取巯基棉，从石英管的大口径端塞入管内，压入内径为6mm的管段中，巯基棉长度约为3cm，临用前用0.4mL pH=3的盐酸溶液酸化巯基棉。巯基棉采样管两端应加套封口，存放在无汞的容器中。）,采样时将巯基棉采样管细口端与采样器联接，大口径端朝下，以,流量采样（3060）min，同时详细记录采样条件。,无组织排放和环境空气中气态汞的采样,金膜微粒汞富集管（内径为5mm，长17cm的石英管，中间装有10mm长的金膜微粒，两端用石英棉塞紧）或商品汞富集石英管。,采样时使富集管处于垂直位置，进气口朝下，以1,L/min流量采样（60100）min，同时详细记录采样条件。,样品的保存与分析,采样结束后，将吸收管两端密封，于（04）,保存。,5.,采样频次和采样时间,确定采样频次和采样时间的原则,根据监测目的、污染源生产设施的运行工况、污染物排放方式及排放规律确定采样频次和采样时间。,根据有关标准确定采样频次和采样时间。,根据污染物排放浓度和监测分析方法的最低检出浓度确定采样时间。,污染源废气,采样频次和采样时间,废气中重金属尘采样，须多点采样，原则上每点采样时间不少于3min，各点采样时间应相等，,或所采集样品累计的总采气量不少于1m,3,。,每次采样，至少采集3个样品，取其平均值。,危险废物焚烧废气监测在焚烧设施于正常状态下运行1h后，开始以1次/h的频次采集气样，每次采样时间不得低于45min，至少采集3个样品，取其平均值。,除相关标准另有规定，排气筒中废气污染物的采样频次和采样时间，以连续1小时的采样获取平均值；或在1小时内，以等时间间隔采集4个样品，并计算平均值。,若某排气筒的排放为间歇性排放，排放时间大于1小时，应在排放时段内按上述的要求采样。,若某排气筒的排放为间歇性排放，排放时间小于1小时，应在排放时段内实行连续采样，或在排放时段内以等时间间隔采集2个-4个样品，并计算平均值；,国家、地方排放标准对废气污染源排放监测频次和监测时间另有规定的按规定执行。,无组织排放采样频次和采样时间,一般采用连续1h采样计平均值，若浓度偏低，可适当延长采样时间。,需要短时间采样时，应实行等时间间隔采样，采集4个样品计算平均值。,国家、地方排放标准对无组织排放另有规定的按规定执行。,环境空气采样频次和采样时间按照环境空气质量标准（GB3095-1996）中数据有效性规定执行,主要涉及重金属为铅,日平均每天采样至少12h。,季平均每季至少有分布均匀的15个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值。,年平均每年至少有分布均匀的60个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值。,6、监测结果计算,重金属浓度,过剩空气系数,重金属折算浓度,标况下采样体积计算,用微电脑烟尘平衡采样器V,nd,可直接打印得出,用中流量总悬浮颗粒物采样器或空气采样器进行采样可直接记录标况下累积采样体积，如没有标况下累积采样体积，则需要用以下公式进行计算：,用烟气采样器采样V,nd,需用以下公式计算所得：,7. 铅等重金属,相关排放标准,GB3095-1996环境空气质量标准（铅及其化合物）,GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准（铅、汞、镉、铍、镍及其化合物）,GB 9078-1996 工业炉窑大气污染物排放标准（铅、汞、铍及其化合物）,GB18485-2001 生活垃圾焚烧污染控制标准（汞、镉、铅）,GB18484-2001 危险废物焚烧污染控制标准（铅、汞、镉、砷镍、铬锡锑铜锰及其化合物）,GB 25464-2010陶瓷工业污染物排放标准（铅、镉镍及其化合物）,GB 25466 2010 铅、锌工业污染物排放标准（铅、汞及其化合物）,GB 25467 2010铜、镍、钴工业污染物排放标准（铅、砷、镍、汞及其化合物）,标准执行应注意的问题,排放高度考核,最高允许排放浓度及最高允许排放速率,等效排气筒,标准限值的确切含义（取值时间）,实测浓度与排放浓度的换算,无组织排放监控点与参照点布设，监测结果的计算,标准的正确选用（炉窑、焚烧炉等）,实例：,五、质量保证和质量控制,六、监测结果及分析评价,现场监测中存在的问题,1、现场工况的监督；,2、注意检查滤筒有无破损；,3、滤膜的选择。,谢谢！,