近年來,國家對顆粒物的管控日趨嚴格,發布了一系列的政策文件,2018年7月國務院印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》中,要求進一步明顯降低PM2.5濃度,明顯減少重污染天數,明顯改善大氣環境質量,明顯增強人民的藍天幸福感;2019年4月,生態環境部、國家發展和改革委員會等五部委聯合印發《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(環大氣[2019]35號),鋼鐵行業超低排放改造正式啟動。
常規檢測
對于顆粒物的常規監測,目前主要可以分為兩大類,一類針對固定污染源煙塵,另一類針對環境空氣顆粒物,針對這兩類顆粒物現行的監測方法主要為重量法,相關標準:
重量法測試過程,可以簡單的概括為將顆粒物捕集到濾膜或濾筒上,然后帶回實驗室平衡稱重的過程,作為現行的主要方法,其測試過程存在一系列的問題,例如采樣時間長、操作繁瑣、對人員設備要求高、測試周期長、時效性差、無法現場出具檢測結果等,“十三五”以來針對固定污染源和環境空氣質量的監測任務越來越多,各級環境監測站等部門普遍面臨著任務重、人員少的形勢,在這些條件下,顆粒物現場監測新技術的研究和應用可謂是大勢所趨。
現場快速檢測
目前,能夠實現顆粒物現場快速檢測的技術主要有β射線法、微量振蕩天平法和光散射法,原理簡單介紹如下:
1、β射線法
β射線法測量顆粒物濃度,被稱作間接式“重量法”。該方法是利用β射線衰減的原理,環境空氣由采樣泵吸入采樣管,經過濾膜后排出,顆粒物被截留在濾膜上,當β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時,β射線的能量衰減,通過對衰減量的測定便可計算出顆粒物的面密度,根據面密度與濾膜面積,計算得到顆粒物質量進而得到顆粒物質量濃度。
△/ZR-7010型便攜式空氣顆粒物濃度測定儀
△/ZR-7022型環境粉塵連續監測
△/ZR-7200型揚塵在線監測系統
在克服了量程范圍、濕度干擾和濾膜干擾等技術難題后,青島眾瑞成功將該技術原理擴展到固定污染源煙塵的快速檢測,目前,基于濾膜法的ZR-7100型便攜式煙塵直讀測試儀已經上市。
△/ZR-7100型便攜式煙塵直讀測試
2、微量振蕩天平法
TEOM微量振蕩天平法是在質量傳感器內使用一個空心振蕩錐形管,在其振蕩端安裝可更換的濾膜,振蕩頻率取決于錐形管特征和其質量。當采樣氣流通過濾膜,其中的顆粒物沉積在濾膜上,濾膜的質量變化導致振蕩頻率的變化,通過振蕩頻率變化計算出沉積在濾膜上顆粒物的質量,再根據流量、現場環境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物的質量濃度。
目前,該技術主要應用于固定源無組織排放顆粒物的檢測和環境空氣PM10、PM2.5的監測。
3、光散射法
光源發出的光照射在空氣中懸浮的顆粒物上,發生散射。在顆粒物性質一定的條件下,顆粒物的散射光強度與其質量濃度成正比。通過測量散射光強度,應用質量濃度轉換系數K值,求得顆粒物質量濃度。
目前,該技術主要應用于低濃度煙塵CEMS和環境空氣PM2.5、PM10的監測。