固定源废气中细颗粒物数浓度测试研究及应用.docx

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固定源废气中细颗粒物数浓度测试研究及应用

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周美姣赵艳蒋年君李松涛俞晨

摘要：细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物，本文通过采用数量浓度法研究固定污染废气中细颗粒物的排放情况。数浓度监测法基于电子低压撞击器（ELPI）法与稀释采样法联用技术测试固定污染源废气中细颗粒物的排放情况。采取本方法测试结果相对标准偏差为0.7～2.8%，方法的精密度和稳定性良好。试验进一步证明随着企业生产负荷增加，有组织排放的细颗粒物数浓度也随之增加，并且满负荷生产相比停产时企业周边环境空气中细颗粒物数浓度含量明显增加，试验结果说明工业企业生产活动对环境空气中细颗粒物的污染有着直接的影响，对环境空气中细颗粒物污染防控提供一定建议。

关键词：细颗粒物;数浓度;ELPI法;稀释采样法;生产负荷

：X513：A：1671-2064（2020）02-0011-02

0引言

細颗粒物指空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物。细颗粒物的来源主要有自然源和人为源两种[1]，但后者危害更大。人为源包括固定源和流动源，固定源包括各种燃料燃烧源，如发电、钢铁、石化、印染、建材等各种工业生产过程中燃煤与燃气或燃油排放的细颗粒物。细颗粒物指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数[2]。

目前国内有关固定污染源中细颗粒物数浓度监测的相关研究还非常少[3，4]。本文通过查阅文献，发现采用新兴的ELPI[5]法与稀释采样法[6]联用技术对固定污染源细颗粒物数浓度的测定有一定的适用性。本文选择常州市某建材生产企业作为研究对象，通过试验研究证实了所选方法对固定污染源排放的细颗粒物数浓度的测定非常有效。并且通过试验结果得出了工业企业固定源有组织排放废气中细颗粒物数浓度含量和企业生产负荷之间存在一定的相关性。

1基于ELPI法与稀释采样法的细颗粒物数浓度测定

电子低压撞击器法与稀释采样法联用技术：烟气在稀释采样系统中经历了模拟烟气排放到大气中的稀释、冷却、凝结等过程后，进入ELPI系统中，不同粒径的细颗粒物被收集在不同级，在计算机上反映出实时颗粒物浓度的粒径分布，采样时将烟气加热到120℃以上（通常为200℃）以保证烟气不含有液滴。

本文使用仪器为芬兰DEKATI公司研发的静电低压撞击器（ELPI，ElectricalLow-PressureImpaction），包括撞击器、荷电器、温度传感器、冲洗泵等构件。其测量范围分14级，前13级测量17nm～10μm颗粒，最后一级为过滤段，测量6nm～17nm颗粒。因此，本文研究的细颗粒物（空气动力学当量直径≤2.5μm）是指后12级范围内的细颗粒。本文研究的细颗粒物数浓度法以单位体积空气中含有的细颗粒个数表示，单位以“个/cm3”表示。

2试验结果与讨论

2.1研究对象及条件

本文研究对象为常州市某建材生产企业，被研究生产工段，主要有两条生产线。本文选择该工段生产负荷分别为半负荷生产、满负荷生产及停产时在有组织废气测试点进行现场测试，同时在该生产工段周边设定环境空气测试点。

本文现场测试周期为连续三天，采取相同时间段、相同生产负荷的情况下，安排现场测试工作，以获取有可比性的试验数据。

2.2相同条件下细颗粒物数浓度排放情况

本文选择被测生产工段满负荷生产期间、连续三天测试固定污染源有组织废气中细颗粒物数浓度排放情况，每天选择15个测试时间点的数据进行了数据比对分析，并以测试时间点为横坐标（X轴）、测试数浓度作为纵坐标（Y轴），绘制了数浓度结果变化趋势图（见图1）。从图1中可以看出，同一天的不同时间点的细颗粒物数浓度测试结果波动较小，趋于稳定。而连续三天的测试结果受整体测试环境的影响，存在一定的波动，但是三天的测试结果相对标准偏差为0.7～2.8%，说明电子低压撞击器（ELPI）法与稀释采样法联用技术适用于固定污染源废气中的细颗粒物数浓度测定，方法的精密度良好，稳定性很好。

2.3不同生产负荷时细颗粒物数浓度排放情况

本文选择被测试生产工段停产时、半负荷生产时及满负荷生产时、连续三天测试固定污染源有组织废气中细颗粒物数浓度排放情况，每天选择不同生产负荷下测定的15个测试时间点的数据，分别求平均值，结果见图2，从测定结果可以看出，停生产时细颗粒物数浓度测定结果范围为0.76×104～0.84×104，半负荷生产时细颗粒物数浓度测定结果范围为2.1×104～2.4×104，满负荷生产时细颗粒物数浓度测定结果范围为3.2×104～4.2×104。当生产负荷从停产到满负荷生产过程中，有组织细颗粒物数浓度的排放呈明显增长趋势。说明工业企业的生产负荷对细颗粒物数浓度的排放浓度有直接影响，随着生产负荷增加，细颗粒数浓度也随之增加，二者呈正相关趋势。

2.4不同生产负荷时周边环境空气中细颗粒