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煙塵直讀時代來臨，β射線法將成為便攜監(jiān)測新寵兒
2019年12月27日，山東省市場監(jiān)督管理局發(fā)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(biāo)”)，該標(biāo)準(zhǔn)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(tài)環(huán)境廳發(fā)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(biāo)”)，由此可見，β射線法已經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實施，都將推動著環(huán)境監(jiān)測事業(yè)的進(jìn)步和革新，這次當(dāng)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(jù)《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(fā)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(jù)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(zhì)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要想將其應(yīng)用于監(jiān)測工作中還必須要有標(biāo)準(zhǔn)的加持。所以今天我們就通過對山東地標(biāo)和遼寧地標(biāo)（征求意見稿）的重點內(nèi)容進(jìn)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(jié)果的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)適用于固定污染源廢氣中低濃度顆粒物(≤50 mg/m3) 的測定，當(dāng)測量濃度大于50mg/m3時，表述為>50mg/m3，與HJ 836范圍保持一致。
標(biāo)準(zhǔn)的“范圍”和“檢出限”是對儀器的基本要求，這一點上嶗應(yīng)1089K型 β射線煙塵檢測器*兩項標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)產(chǎn)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(xiàn)對煙道內(nèi)工況參數(shù)實時測量，保證采樣流速與煙道內(nèi)流速一致。
?、?strong>為何選用等速采樣原理？由于顆粒物尺寸不同，在煙道內(nèi)不規(guī)則運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)中，列舉了煙道內(nèi)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(jìn)行顆粒物采集和測定。
推薦使用
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嶗應(yīng)1089K型 β射線煙塵檢測器
03儀器和設(shè)備
分析：當(dāng)煙氣中出現(xiàn)液滴或水分含量處于飽和狀態(tài)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(jié)在采樣管壁上，同時為防止水滴和水氣在濾膜上結(jié)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(biāo)準(zhǔn)要求對采樣管和濾膜進(jìn)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(zhì)分解，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了采樣管和濾膜加熱裝置的加熱溫度。
04采樣準(zhǔn)備
分析：
?、?strong>關(guān)于濾膜：采樣前應(yīng)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(jìn)行安裝；采用單膜采樣的儀器，每次采樣前應(yīng)提前安裝在相應(yīng)位置。
?、?strong>關(guān)于流量校準(zhǔn)：參照HJ 836的規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采樣前均應(yīng)進(jìn)行流量的校準(zhǔn)，同時對皮托管的檢查與校準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定。
?、?strong>關(guān)于現(xiàn)場工況：為保證采樣的順利進(jìn)行，還應(yīng)調(diào)查現(xiàn)場工況，設(shè)置采樣孔、采樣平臺、工作電源等要求，同時還要準(zhǔn)備好排氣中水分測量裝置等輔助測量裝置及現(xiàn)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(yīng)按照GB/T 16157的要求進(jìn)行氣密性檢查，保證采樣的準(zhǔn)確性。標(biāo)準(zhǔn)膜片是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的關(guān)鍵，測試前應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)膜片對儀器進(jìn)行檢查，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確。參照HJ 836和GB/T 16157的要求采樣速度和氣流速度誤差應(yīng)在±10%范圍內(nèi)。
06質(zhì)量保證和質(zhì)量控制
分析：當(dāng)排氣中顆粒物濃度低時，需要通過延長采樣時間或在規(guī)定的時間內(nèi)增大采樣體積獲得足夠質(zhì)量的顆粒物，從而保證顆粒物測量的準(zhǔn)確性。因此標(biāo)準(zhǔn)要求每個樣品增重不小于1mg，或標(biāo)干采樣體積不小于1 m3。ISO 10473-2000中規(guī)定，應(yīng)盡可能多的采集濾膜上顆粒物的質(zhì)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(nèi)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(jié)果會產(chǎn)生影響，因此需要定期使用潔凈氣體對取樣管內(nèi)壁進(jìn)行反吹。
除了以上兩項近期發(fā)布的地標(biāo)外，河北省等個別省市之前也已發(fā)布相關(guān)便攜式顆粒物監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)《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。
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