污染源烟气比对监测存在的问题及应对措施

曾杰

摘要：固定污染源自动监测系统的比对监测工作是保证污染源自动检查的系统监测数据准确性的有效措施和重要环节，比对监测结果是评审自动监测数据有效性的重要依据之一。文章简述了污染源烟气自动监测系统比对监测的背景和比对监测方法，探讨了目前比对监测过程中出现的问题，并从管理和技术角度提出了相应的对策和建议，以保证监测数据的准确性。

关键词：固定污染源；监测系统；对比监测；有效性审核

污染源自动监控系统建设、运行和使用是实现污染减排的重要举措，是我国减排“三大体系”能力建设的重要内容。污染源自动监测系统设备在正常运行状态下所提供的实时监测数据作为环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据。污染源自动监测系统的比对监测工作是保证污染源自动检查的系统监测数据准确性的有效措施和重要环节。

1污染源烟气比对监测

1.1污染源监测

传统的手工监测主要采用定电位电解法，主要原理是被测气体在传感器的电解槽内发生氧化还原反应，通过产生的扩散电流确定气体浓度，可监测二氧化硫、氮氧化物、含氧量等，具有携带简便、技术成熟、方法完备、测定快速等优势，是相关污染物国家测量标准方法中常用的污染物监测方法。但手工监测也存在监测周期长、需要人力多、不能长期连续监测等问题，近年来部分主要污染物的日常监测已逐渐采用自动监测。

自动监测又称烟气排放连续监测系统（CEMS），可对烟气中的颗粒物浓度、气态污染物浓度及辅助参数等开展实时、连续监测。一套完整的CEMS主要包括颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理子系统等。颗粒物监测子系统主要对烟气中的烟尘浊度进行监测，主要监测方法有激光透射法、激光反射法，基本原理为不透光度法、散射法；气态污染物监测子系统主要对SO2、NOx、CO等污染物浓度监测，主要监测方法有完全抽取法、稀释法，分析原理有非分散红外法、紫外荧光法、紫外吸收法和紫外差分吸收光谱法等；烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等，用于排放总量的计算和相关浓度的折算；数据采集处理子系统由数据采集器和计算机系统构成，实时采集各项参数，生成各浓度值对应的干基、湿基下的折算浓度、排放量等，并对上述数据进行实时传输。

1.2比对监测

比对监测是指采用手工监测作为参比（标准）方法，验证污染物自动监测设备监测结果的准确性及有效性的监测行为。虽然自动监测具有实时、连续和简化操作等优点，但是其数据监测的准确性和稳定性会受到现场复杂环境、人为操作、设备维护及零部件老化等因素的影响，仍需定期对自动监测设备进行监督和校正。为保证烟气排放连续监测系统能正常运行，准确监测并如实反映企业排污状况，环保部要求对企业安装的烟气排放连续监测系统开展比对监测。

2有效性审核比对监测存在的问题

通过大量固定污染源现场勘查及比对经验发现，烟气排放连续监测系统有效性审核比对监测存在以下问题：

2.1烟气排放连续监测系统安装不规范

由于大部分企业建设较早，项目建设时并无炉外治污设施建设要求。随着环境形势越来越严峻，新的监管要求也随之提高，企业建设了炉外脱硫脱硝等治污设施，保证外排污染物浓度符合新标准要求。但受场地大小的局限，烟气管路长度有限，手工监测、自动监测点位设置无法满足技术规范要求，加之生产负荷变化使得管路内气流不稳定，导致手工监测与自动监测结果相差很大。

2.2手工监测抗干扰能力差

研究表明，手工监测常用的定电位电解法监测设备，其抗干扰能力差，易受一氧化碳等气体的干扰，遇到氨气、硫化氢等气体时还会造成传感器中毒。实验表明，浓度为2500mg/m3的一氧化碳气体，对定电位电解法设备造成103mg/m3的二氧化硫干扰响应值，对非分散红外法设备的干扰响应值仅为6mg/m3；浓度为10001mg/m3的一氧化碳气体，对定电位电解法设备造成372mg/m3的二氧化硫干扰响应值，对非分散红外法设备的干扰响应值仅为9mg/m3，如表1所示：

2.3烟气预处理效果影响监测结果

为确保采集烟气的代表性和监测结果的准确性，手工和自动监测均要求有完备的预处理装置。便携式预处理装置体积大、重量沉、需外接电源等造成携带不方便，而且较之自动监测设备预处理装置，便携式预处理装置功率偏小，因此当待测烟气负压或湿度较大时，预处理效果直接影响监测结果的准确性。

2.4监测点位的差异影响比对监测结果

进行烟气监测时通常认为固定污染源烟气在烟道内是均匀分布的，但由于现在污染源规模越来越大，排污口截面积也随之增大，通过手工监测结果来看，烟气在烟道内分布是不均匀的，烟道宽度与内部结构对烟气分布是有影响的。自动监测通常选择烟道截面的中心位置为测点，手工监测受便携式监测设备探针长度限制，大部分现场监测时无法和自动监测在同一位置进行监测，导致监测结果出现差异。另外，由于传统的手工监测需要由监测人员现场扶住监测烟枪或探针，监测过程中不可避免地会发生抖动、位移等情况，也会造成监测误差，影响比对结果。

3应对措施

针对上述问题，结合笔者多年监测实践，提出如下建议：

3.1严格规范环境监测点位的设置

在环境影响评价阶段就要明确提出建设项目须在建设阶段考虑环境监测的相关内容，根据环境监测相关技术规范要求，建设规范的、满足要求的烟气管道，布设规范的手工监测和自动监测点位等。

对已建成的污染源，要严格按照技术规范要求进行点位整改，尽量寻找符合技术规范要求的点位重新布设采样点位，使监测结果尽可能接近实际排放情况。对于实在无法整改的，污染源自动监测数据有效性审核时，应自带标准气体对CEMS进行全系统标定，验证自动监测设备的准确性。

3.2针对不同的污染源确定适合的监测技术方法

开展相关监测方法与技术研究，是环境监测的前提和基础。开展污染源排放调查和监测方法差异研究，分析各种污染源的排放特点及各种污染物之间相互干扰，提出与之相对应的监测技术与方法，保障环境监测工作的顺利开展，确保数据科学、规范、准确。

3.3研发完善的烟气预处理设施

结合现有污染源监测工作特点，根据目前烟气预处理设施存在的问题，对气路连接、除湿效率、体积重量等方面进行升级改造，研制更加易于手工监测使用的携带方便，性能高效、稳定的便携式烟气预处理设施，保证监测数据质量，充分发挥比对监测的作用。

3.4建立健全的自动监测质量保证体系

手工监测发展已有30多年，目前已经形成一套较为完善的质量保障体系，自动监测真正得以重视不过10年的时间，而且自动监测在产生数据过程、方式与手工监测也是有所不同的，因此建立自动监测的质量保证体系是非常必要的。

4结语

总之，比对监测工作是保证污染源自动监测系统数据质量的一个重要的外部质控环节。针对这项工作要制定一套完备的、行之有效的内部质量保证程序，在原始记录中除了记录采样过程中的相关数据、结果等信息外，还要做好样品采集时周围环境的偶然和人为因素影响的记录，包括气象等特征的描述，采样点位置、生产工况、排污周期、取样方法、样品保存方法等，以减少和消除比对监测过程中的影响，充分发挥污染源自动检测设施的作用，提高污染源自动检测数据准确性，有效提高环境监测工作的科学化、规范化、自动化水平，为环境监管提供更大的技术支持。

参考文献：

[1]程晶，潘登科.固定污染源烟气自动监测数据有效性审核初探[J].中外能源.2011，16（9）：99-102

[2]张布伟.固定污染源烟气自动监测系统（CEMS）比对监测质量保证措施探讨[J].中国高新技术企业，2014（25）：88-89

[3]杨松.固定污染源烟气手工监测与自动监测系统（CEMS）监测数据比对误差与分析[J].福建分析测试，2015（5）