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摘要：本文基于HJ836標準梳理了低濃度顆粒物采樣中測點的位置和數目、移動采樣、等速采樣、采樣頻次和時長等四方面的問題，便于大家更好地理解標準的規定。
關鍵詞：低濃度顆粒;采樣;常見問題?
近幾年，國家提出了“推進燃煤電廠低濃度排放改造”，其中要求顆粒物的排放不高于10mg/m3。大多數省份對燃煤電廠超低排放環保改造確定了時間表，改造后顆粒物排放不得高于10mg/m3，有些省份規定不得高于5mg/m3。另外，脫硫脫硝后煙道內顆粒物呈現出濃度低、溫度低、濕度高的“二低一高”特征，現有的《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）已經不能適應。這個方法對低濃度顆粒物測定誤差較大。主要有兩方面的原因，一是黏附在采樣嘴及采樣管前段的顆粒物無法轉移到濾筒內，二是在高濕低溫情況下長時間富集顆粒物會造成濾筒破裂或損失。為此，國家發布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》（HJ 836-2017），于2018年3月1日實施。
1 HJ 836-2017主要特色?
（1）首次提出顆粒物濃度測定范圍及檢出限。當測定結果大于50mg/m3時，表述為“>50mg/m3”，也就是該方法適用于顆粒物濃度小于等于50mg/m3的煙道;當采樣體積為1m3時，方法的檢出限為1.0mg/m3。（2）首次提出全程序空白和同步雙樣的質控手段。顆粒物濃度低于方法檢出限時，對應的全程序空白增重應不高于0.5mg，失重應不多于0.5mg。測定同步雙樣時，同步雙樣的相對偏差不應大于允許的最大相對偏差。（3）樣品稱重方式改變。HJ 836-2017采用整體方式進行稱重，將采樣頭作為一個整體放到十萬分之一天平上稱重。這就避免了裝取過濾介質過程中的損失，也避免了黏附在采樣嘴及采樣管前段的損失。
2 常見問題?
在廢氣顆粒物采樣時，有關規范和標準沒有對相關的規定進行詳細解釋，很多情況下采樣人只是機械完成任務不明白其中的道理。下面從測點的位置和數目、移動采樣、等速采樣、采樣頻次和時長等四個問題進行梳理。
2.1 測點的位置和數目
在確定測點位置和數目時，矩形煙道是把斷面分成一定份數的等面積小塊，其中心即為測點，比較簡單;圓形煙道標準規定是把斷面分成一定數量的等面積同心環，按面積再平分各圓環，其測點在兩條垂直相交的直徑線與平分圓環線的交點上，各測點位置可按下式計算[1]。矩形煙道的分塊和測點數見表1，圓形煙道分環及測點數見表2[2]。
式中：Ai為第i測點的位置;D為采樣處煙道的內徑;n為測點總個數;m為依次取奇數。
2.2 移動采樣
用一個過濾介質在各個測點上移動采樣，每點時間相等不少于3min，求出采樣斷面的平均濃度[3]。
煙道中的顆粒物不像氣態污染源可以看成均勻分布，只在中心點采樣。受到自身重力作用以及速度場的影響，垂直煙道中，顆粒物濃度兩邊高中間低;水平煙道中，上面低下面高[4]。因此，為了得到具有帶代表性的樣品，移動采樣是很好的一個方式。
2.3 等速采樣
采樣嘴平面正對廢氣氣流，使進入采樣嘴的氣流速度與測點的廢氣流速相等[5]。
煙道中氣體分子質量可以忽略不計，幾乎沒有慣性，容易改變方向，而顆粒物質量較大，慣性較大，難以改變方向。當采樣流速大于測點流速時，采樣嘴邊緣以外的部分氣流被抽入采樣儀，作為采樣體積的一部分，而其中的顆粒物受慣性影響繼續向前進，沒有吸附在過濾介質上，從而導致顆粒物濃度偏低;相反，當采樣流速小于測點流速時，顆粒物濃度偏高[6]。因此，只有在采樣流速等于測點流速即等速采樣時，氣體和顆粒物才會按照測點的實際情況進入采樣嘴，所得到的顆粒物濃度才最接近真實濃度。
2.3.1 維持等速采樣的方法
維持顆粒物等速采樣的方法有普通型采樣管法（預測流速法）、皮托管平行測速采樣法、動壓平衡型采樣管法和靜壓平衡型采樣管法等四種。目前皮托管平行測速采樣法是我國的標準方法，也是最常用的方法。這種方法煙道具有適應性強、測量參數多、精度高、便攜易操作等優點。 2.3.2 等速采樣的流量
根據煙塵采樣儀等速采樣流量公式（見下式）可知，等速采樣的流量主要跟采樣嘴直徑平方、煙氣流速成正比。目前，采樣嘴入口直徑主要有4.0mm、5.0mm、6.0mm、8.0mm、10.0mm、12.0mm幾種。不同煙道中，煙氣流速大相徑庭。在不考慮煙氣濕度情況下，不同煙氣流速下各采樣嘴對應的等速流量見表3。
Qrs=0.047×d2×Vs×（1-Xsw）
式中：Qrs為等速采樣流量，L/min;d為采樣嘴直徑，mm;Vs為煙氣流速，m/s;Xsw為含濕量，%。
在煙塵采樣儀泵流量允許的前提下，我們應盡可能地選直徑大的采樣嘴。在同一工況下，采樣嘴越大，單位時間獲得的采氣量越大，可以縮短采樣時間，增加采樣體積。這既可以減輕采樣人員的工作強度，又可以增加樣品重量減少稱量誤差。
目前市面上煙塵采樣儀最大采樣流量可以達到110L/min左右，結合表1內容，我們可以得出，在煙氣流速不大于20m/s時，可以選擇入口直徑10.0mm的采樣嘴，大于20m/s時，可以選擇8.0mm的采樣嘴。因此在大多數情況下，我們準備8.0mm和10.0mm采樣頭就可以滿足日常監測。
2.4 采樣頻次、采樣時長
HJ836方法中規定了每個樣品增重不小于1mg，或采樣體積不小于1m3[7]，并沒有對采樣頻次和時長有具體要求。HJ/T 397中有個原則性規定即排氣筒中廢氣的采樣以連續1h的采樣獲取平均值，或者在1h內，以等時間間隔采集3～4樣品，并計算均值[8]。GB/T 16157和HJ/T 397都提高濾筒采集顆粒物時要采集3個樣品取均值，對于濾膜采集廢氣顆粒物并沒有提及。在實際采樣中，樣品增重不小于1mg不具有可操作性。
為了得到一個可以用于有效評價的樣品，低濃度顆粒物監測可以采取1個濾膜連續采樣1h，這既可以滿足HJ/T 397的規定，也滿足了采樣體積不小于1m3（由表3可知）的要求。
3 結論?
（1）為了得到具有代表性的樣品，我們要按照規范要求對采樣斷面進行布點。（2）由于顆粒物在煙道中分布是不均勻的，要采用移動采樣和等速采樣的方式進行取樣。（3）低濃度顆粒監測準備采樣頭以入口直徑10.0mm和8.0mm為主。（4）為了得到一個有效評價的樣品，低濃度顆粒物監測可以采取1個濾膜連續采樣1h的方式。
參考文獻?
[1]王宗仁.固定污染源排氣中顆粒物采樣點位的確定方法[J].河南城建高等專科學校學報，2001，10（1）：25.
[2]HJ/T 397-2007，固定源廢氣監測技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2008.
[3]HJ 836-2017，固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法[S].北京：中國環境出版集團，2018.
[4]王宗仁.固定污染源排氣中顆粒物采樣點位的確定方法[J].河南城建高等專科學校學報，2001，10（1）：24.
[5]HJ 836-2017，固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法[S].北京：中國環境出版集團，2018.
[6] 國家環境保護總局.空氣和廢氣監測分析方法（第四版增補版）[M].北京：中國環境科學出版社，2003：332-333.
[7]HJ 836-2017，固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法[S].北京：中國環境出版集團，2018.
[8]HJ/T 397-2007，固定源廢氣監測技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2008.
