2019年12月27日，山東省市場監督管理局發布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 β射線法》（DB37/T 3785—2019）（以下簡稱“山東地標”），該標準已于2020年1月24日正式實施。


    與此同期，2019年12月23日，遼寧省生態環境廳發布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 β射線法》（征求意見稿）（以下簡稱“遼寧地標”），由此可見，β射線法已經逐漸普及，這也將意味著固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定將更加便捷。

 

    每一種新標準的發布和實施，都將推動著環境監測事業的進步和革新，這次當然也不例外。β射線法作為一種新興的固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定方法，到底有哪些過人之處呢？



首先，我們需要了解什么是β射線法？β射線法的方法原理是什么？



     根據《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 β射線法》（DB37/T 3785—2019）知，β射線（beta-ray）是放射性元素核衰變過程中發出的電子流。


    其方法原理是將具有加熱功能的顆粒物組合式采樣管由采樣孔插入煙道中，利用等速采樣原理抽取一定量的含顆粒物的廢氣，采用煙道外過濾的方式，顆粒物被截留在濾膜上。用β射線照射濾膜，根據采樣前后單位面積的濾膜上β射線衰減量得出濾膜上捕集的顆粒物質量和同時抽取的廢氣體積，計算出顆粒物的濃度。

    知道了β射線法的基本原理還遠遠不夠，要想將其應用于監測工作中還必須要有標準的加持。所以今天我們就通過對山東地標和遼寧地標（征求意見稿）的重點內容進行研究分析，一起來了解β射線法測定固定污染源廢氣低濃度顆粒物的注意事項。



01范圍和檢出限
 



    分析：首先，由于β射線穿過濾膜的衰減量不能超過總量的75%，如果濾膜或紙帶截留的顆粒物量過多，會影響測量結果的準確度；其次，作為固定污染源低濃度顆粒物的測定，參照《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》（HJ 836-2017）（以下簡稱“HJ836”）標準要求，規定本標準適用于固定污染源廢氣中低濃度顆粒物（≤50 mg/m3） 的測定，當測量濃度大于50mg/m3時，表述為＞50mg/m3，與HJ 836范圍保持一致。


   標準的“范圍”和“檢出限”是對儀器的基本要求，這一點上嶗應1089K型 β射線煙塵檢測器*兩項標準的要求。

02方法原理


 


分析：①為何選用具有加熱功能的顆粒物組合式采樣管？首先，為了避免抽取的煙氣在取樣管內產生冷凝，減少顆粒物在采樣過程的損失，所以采樣管需要具有加熱功能；其次，組合式采樣管是集煙溫、流速、采樣于一體，可實現對煙道內工況參數實時測量，保證采樣流速與煙道內流速一致。



②為何選用等速采樣原理？由于顆粒物尺寸不同，在煙道內不規則運動，因此采樣時必須等速跟蹤采樣，保證采集顆粒物更具有代表性。



③為何采用煙道外過濾的方式？美國EPA method 5和ISO 12141標準中，列舉了煙道內過濾和煙道外過濾兩種方法，其中煙道外過濾能夠克服過高的冷凝水對采樣的影響；另外，β射線源具有一定體積，且對使用溫度有要求，因此必須放置在煙道外，采用煙道外過濾方式進行顆粒物采集和測定。

推薦使用

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03儀器和設備 






    分析：當煙氣中出現液滴或水分含量處于飽和狀態時，為防止水氣在采樣管上冷凝，致使部分顆粒物隨冷凝水凝結在采樣管壁上，同時為防止水滴和水氣在濾膜上結露，干擾顆粒物采樣（如濾膜破裂、顆粒物堆積增大阻力、顆粒物中可溶性鹽類可能隨水氣被抽走等）。標準要求對采樣管和濾膜進行全程加熱，但加熱溫度過高容易造成顆粒物中的某些物質分解，影響測定結果的準確性，因此標準中規定了采樣管和濾膜加熱裝置的加熱溫度。

04采樣準備





分析：

①關于濾膜：采樣前應檢查濾膜的完整性，這是保證能否采得代表性樣品的前提。采用濾帶傳送方式的儀器，濾帶不需要每次都進行安裝；采用單膜采樣的儀器，每次采樣前應提前安裝在相應位置。



②關于流量校準：參照HJ 836的規定，本標準規定采樣前均應進行流量的校準，同時對皮托管的檢查與校準進行了規定。



③關于現場工況：為保證采樣的順利進行，還應調查現場工況，設置采樣孔、采樣平臺、工作電源等要求，同時還要準備好排氣中水分測量裝置等輔助測量裝置及現場記錄表格等。







05樣品采集與測定






分析：樣品采集的方式同HJ 836和GB/T 16157一致，每次采樣前應按照GB/T 16157的要求進行氣密性檢查，保證采樣的準確性。標準膜片是保證數據準確的關鍵，測試前應使用標準膜片對儀器進行檢查，保證測量結果準確。參照HJ 836和GB/T 16157的要求采樣速度和氣流速度誤差應在±10%范圍內。








06質量保證和質量控制

分析：當排氣中顆粒物濃度低時，需要通過延長采樣時間或在規定的時間內增大采樣體積獲得足夠質量的顆粒物，從而保證顆粒物測量的準確性。因此標準要求每個樣品增重不小于1mg，或標干采樣體積不小于1 m3。ISO 10473-2000中規定，應盡可能多的采集濾膜上顆粒物的質量，但β射線穿過濾膜的衰減量不能超過總量的 75%。



07注意事項






分析：因采用煙道外過濾，取樣管內壁會吸附一些顆粒物，隨著使用頻次的增加，富集的顆粒物會越來越多，對測量結果會產生影響，因此需要定期使用潔凈氣體對取樣管內壁進行反吹。






除了以上兩項近期發布的地標外，河北省等個別省市之前也已發布相關便攜式顆粒物監測方法標準《固定污染源廢氣顆粒物的測定β射線法》（DB13/T 2376-2016），相信在未來不久，β射線法將會一種非常受歡迎的固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定方法。