HJ 1331-2023 固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法

中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標準烴的測定便攜式催化氧化-氫火焰離子Stationarysourceemission—Determinationoftotalhydrocarbons,methaneandnonmethanehydrocarbons—Portablecatalyticoxidation-ionizationdetector2023-12-05發(fā)布生態(tài)環(huán)境部發(fā)布標準分享吧http://www.bzfxb ⅱ1適用范圍 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4方法原理 5干擾和消除 26試劑和材料 27儀器和設備 28樣品 29分析步驟 310結果計算與表示 311準確度 412質量保證和質量控制 513注意事項 5附錄A（資料性附錄）樣品測定前后儀器性能核查記錄表 6i標準分享吧http://www.bzfxb為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》，防治生態(tài)環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境質量，規(guī)范固定污染源廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定方法，制定本標準。本標準規(guī)定了測定固定污染源有組織排放廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法。本標準的附錄A為資料性附錄。本標準為首次發(fā)布。本標準由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司、法規(guī)與標準司組織制訂。本標準主要起草單位：中國環(huán)境監(jiān)測總站、山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、江蘇省南京環(huán)境監(jiān)測中心、山東建筑大學。本標準驗證單位：上海市環(huán)境監(jiān)測中心、福建省廈門環(huán)境監(jiān)測中心站、西安市環(huán)境監(jiān)測站、內蒙古自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測總站、廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、遼寧省沈陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、山東微譜檢測技術有限公司。本標準生態(tài)環(huán)境部2023年12月5日批準。本標準自2024年7月1日起實施。本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。標準分享吧http://www.bzfxb固定污染源廢氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法1適用范圍本標準規(guī)定了測定固定污染源有組織排放廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法。本標準適用于固定污染源有組織排放廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定。本方法測定固定污染源有組織排放廢氣總烴（以甲烷計）、甲烷的檢出限為均為0.4mg/m3，測定下限均為1.6mg/m3。2規(guī)范性引用文件本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法HJ/T373固定污染源監(jiān)測質量保證與質量控制技術規(guī)范（試行）HJ/T397固定源廢氣監(jiān)測技術規(guī)范HJ732固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的采樣氣袋法HJ1012環(huán)境空氣和廢氣總烴、甲烷和非甲烷總烴便攜式監(jiān)測儀技術要求及檢測方法3術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1總烴totalhydrocarbons；THC在本標準規(guī)定的測定條件下，氫火焰離子化檢測器上有響應的氣態(tài)有機化合物的總和（除另有說明，結果以甲烷計）。3.2非甲烷總烴nonmethanehydrocarbons；NMHC在本標準規(guī)定的測定條件下，氫火焰離子化檢測器上有響應的除甲烷外的其他氣態(tài)有機化合物的總和（除另有說明，結果以碳計）。4方法原理連續(xù)抽取樣品導入儀器，同時或交替通過總烴檢測單元和甲烷檢測單元（甲烷檢測單元通過催化劑將除甲烷以外的其他氣態(tài)有機化合物全部氧化為二氧化碳和水以氫火焰離子化檢測器分別測定總烴1標準分享吧http://www.bzfxb和甲烷的含量，兩者之差為非甲烷總烴的含量。5干擾和消除5.1樣品中的顆粒物易堵塞管路或污染儀器，可通過安裝符合HJ1012要求的過濾器，消除或減少影5.2樣品中水分的冷凝會造成部分揮發(fā)性有機物的溶解損失，可通過全程120℃±5℃加熱和伴熱采樣并直接測試的方式消除影響。5.3樣品中的氧氣對樣品測定有干擾，可通過零點氣校準和調整儀器零點、定量環(huán)低流量進樣等方式消除干擾。6試劑和材料6.1甲烷標準氣體。市售有證標準物質，平衡氣為除烴空氣，相對擴展不確定度≤2%（k=2），根據需要選用1個或多個合適濃度的標準物質。6.2丙烷標準氣體。市售有證標準物質，平衡氣為除烴空氣，相對擴展不確定度≤2%（k=2），根據HJ1012中II型儀器轉化效率的檢測方法選用合適濃度的標準物質。6.3零點氣：除烴空氣，總烴質量濃度≤0.4mg/m3（以甲烷計）。6.4燃燒氣：氫氣，純度≥99.99%。儀器內置發(fā)生器、儲氫合金等產生的氫氣，或市售氣瓶氫氣。應以安全形式存儲，保證運輸和現場使用安全。6.5助燃氣：高純空氣，純度≥99.999%，或通過凈化、干燥和除烴的潔凈環(huán)境空氣；也可采用儀器內置發(fā)生器等產生的氧氣。6.6氣袋：材質為鋁箔或符合HJ732要求，空白試驗時總烴質量濃度≤0.4mg/m3（以甲烷計）。7儀器和設備7.1便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測儀便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測儀宜滿足以下要求：a）儀器的結構組成、技術要求、性能指標符合HJ1012中II型儀器的要求；b）能顯示進樣流量；c）能設定、調節(jié)并顯示采樣管和伴熱管加熱溫度；d）能顯示并自動記錄樣品摩爾分數濃度、質量濃度結果。7.2氣體鋼瓶配備可調式防腐減壓閥、流量控制器及導氣管，內部管路應不吸附且不與待測目標化合物發(fā)生反應。8樣品按GB/T16157、HJ/T373、HJ/T397等有關規(guī)定，確定采樣位置、采樣點及頻次，采集樣品。2標準分享吧http://www.bzfxb9分析步驟9.1測試準備連接儀器，開啟電源，預熱至工作狀態(tài)。預估待測污染物濃度，選擇合適的校準曲線或校準量程。9.2儀器核查9.2.1零點校準和調整通入零點氣（6.3），總烴測試結果應不超過0.4mg/m3（以甲烷計），調整零點。總烴測試結果超過0.4mg/m3（以甲烷計）時，應及時查找原因或維護儀器。9.2.2量程校準和調整通入并測定甲烷標準氣體（6.1示值誤差應滿足12.2要求，可選用以下3種標準氣體進樣方法：a）內置標準氣體法，內置標準氣體出口連接儀器的進氣口，以適當的流量進樣；b）鋼瓶法，將配有流量調節(jié)裝置及導氣管的標準氣體鋼瓶（7.2）與采樣管連接，打開氣體鋼瓶閥門，以適當的流量進樣；c）氣袋法，用標準氣體將潔凈氣袋（6.6）充滿后排空，反復2～3次；連接氣袋與儀器的進氣口，以適當的流量進樣。若示值誤差不滿足12.2要求，應調整儀器示值至標準氣體標準值，并保存調整數據。調整完畢后，再次通入甲烷標準氣體（6.1），示值誤差應滿足12.2要求，否則應再次校準并調整儀器示值，直至示值誤差滿足12.2要求。9.3樣品測定9.3.1將采樣管前端置于排氣筒中并盡量靠近中心位置，封堵采樣孔。9.3.2啟動采樣泵，以適當的流量采樣測定。采樣時，流量波動幅度應在±10%以內，采樣管和伴熱管的加熱、伴熱溫度應控制在120℃±5℃以內。9.3.3儀器運行穩(wěn)定后，按分鐘保存測定數據，連續(xù)采樣測定5min～15min，全部有效分鐘數據（至少5個）的平均值作為一次測量值。樣品測定時，同步測定樣品中水分含量。9.3.4全部樣品測定后，用零點氣（6.3）清洗儀器，使儀器示值回到零點附近并保持穩(wěn)定；根據12.1和12.2的要求測試零點漂移、量程漂移、示值誤差、系統(tǒng)偏差等并記錄。9.3.5關閉電源，斷開儀器各部分連接并整理裝箱，結束測定。10結果計算與表示10.1結果計算樣品中總烴、甲烷和非甲烷總烴濃度的計算結果，均以標準狀態(tài)下（273.15K，101.325kPa）干基樣品中的質量濃度表示。樣品中總烴、甲烷的質量濃度，按公式（1）計算：3標準分享吧http://www.bzfxb（1）式中：ρ——標準狀態(tài)下干基樣品中總烴或甲烷的質量濃度，mg/m3；16——甲烷、總烴的摩爾質量（均以甲烷計），g/mol；x——樣品中甲烷或總烴（均以甲烷計）的摩爾分數，μmol/mol；22.4——標準狀態(tài)下氣態(tài)分子的摩爾體積，L/mol；φsw——樣品中的水分含量（體積分數）。樣品中非甲烷總烴的質量濃度，按公式（2）計算：P式中：ρNMHC——標準狀態(tài)下干基樣品中非甲烷總烴的質量濃度（以碳計），mg/m3；12——碳的摩爾質量，g/mol；xTHC——樣品中總烴（以甲烷計）的摩爾分數，μmol/mol；xM——樣品中甲烷的摩爾分數，μmol/mol；22.4——標準狀態(tài)下氣態(tài)分子的摩爾體積，L/mol；φsw——樣品中的水分含量（體積分數）。注3：總烴或甲烷的測定結果小于測定下限時，公式（2）中xTHC或xM取值為0。10.2結果表示計算結果小于10mg/m3時，保留至小數點后1位；計算結果大于等于10mg/m3時，保留3位有效數字。非甲烷總烴的質量濃度計算結果應為非負值，計算結果為負值時以0計。11準確度11.1精密度7家實驗室對總烴濃度分別為29.0mg/m3、138mg/m3、357mg/m3的標準氣體重復測定6次：實驗室內相對標準偏差分別為0.11%～0.57%、0.05%～0.27%、0.06%～0.31%；實驗室間相對標準偏差分別為1.5%、0.82%、1.4%；重復性限分別為0.2mg/m3、0.6mg/m3、2.1mg/m3；再現性限分別為1.3mg/m3、3.2mg/m3、14mg/m3。7家實驗室對總烴平均濃度水平分別約為30.0mg/m3、750mg/m3、1000mg/m3的石化和制藥行業(yè)廢氣實際樣品重復測定6次：實驗室內相對標準偏差分別為0.47%～3.8%、0.45%～2.5%、3.5%～6.0%。7家實驗室對甲烷濃度分別為29.0mg/m3、138mg/m3、357mg/m3的標準氣體重復測定6次：實驗室內相對標準偏差分別為0.1%～0.78%、0.09%～0.33%、0.08%～0.37%；實驗室間相對標準偏差分別為1.1%、0.77%、1.6%；重復性限分別為0.3mg/m3、0.9mg/m3、2.4mg/m3；再現性限分別為0.9mg/m3、3.1mg/m3、16mg/m3。7家實驗室對甲烷平均濃度水平分別約為10.0mg/m3、130mg/m3和210mg/m3的石化和制藥行業(yè)廢氣實際樣品重復測定6次：實驗室內相對標準偏差分別為0.29%～9.2%、1.9%～2.4%、0.19%～2.7%。4標準分享吧http://www.bzfxb11.2正確度7家實驗室對總烴濃度分別為29.0mg/m3、138mg/m3、357mg/m3的標準氣體重復測定6次：相對誤差分別為0～2.4%、0～1.6%、0.02%～3.1%；相對誤差的最終值為1.2%±1.7%、0.62%±1.2%、1.5%±2.8%。7家實驗室對甲烷濃度分別為29.0mg/m3、138mg/m3、357mg/m3的標準氣體重復測定6次：相對誤差分別為0～2.6%、0.16%～1.6%、0.02%～3.1%；相對誤差的最終值為1.0%±1.9%、0.67%±1.3%、1.5%±2.9%。12質量保證和質量控制12.1儀器使用期間，每半年至少核查1次總烴和甲烷的零點漂移、量程漂移；如儀器長期未使用（超過半年使用前也應核查總烴和甲烷的零點漂移、量程漂移。核查結果應滿足以下要求，否則應及時維護或檢修儀器：a）校準量程＞100μmol/mol時，零點漂移和量程漂移應在±5%以內；b）校準量程≤100μmol/mol時，零點漂移和量程漂移應在±5μmol/mol以內。12.2樣品測定前后，應核查總烴和甲烷的示值誤差、系統(tǒng)偏差，并填寫樣品測定前后儀器性能核查記錄表（參見附錄A）。核查結果應滿足以下要求，否則樣品測定結果無效，應維護或檢修儀器：a）標準氣體標準值＞100μmol/mol時，測定相對誤差和相對偏差應在±5%以內；b）標準氣體標準值≤100μmol/mol時，測定絕對誤差和絕對偏差應在±5μmol/mol以內。12.3樣品測定結果與校準量程之間應滿足以下要求：a）若總烴、甲烷的測定結果≥10μmol/mol，應在儀器校準量程的20%～100%之間，否則應重新選擇校準量程；b）若總烴、甲烷的測定結果＜10μmol/mol，應不超過儀器校準量程且儀器校準量程應在10μmol/mol左右，否則應重新選擇校準量程。12.4每年至少用丙烷標準氣體（6.2）驗證1次催化氧化單元的轉化效率，按照HJ1012中的相關要求檢測，結果應不低于95%，否則應更換或補充催化劑。13注意事項13.1儀器應在適當的環(huán)境溫度、濕度、防爆等條件下使用。13.2測定前，應檢查采樣氣路，清潔顆粒物過濾裝置，必要時更換濾料。13.3采樣流量不應低于儀器規(guī)定的流量下限。13.4現場存在安全隱患時，監(jiān)測人員應采取防護措施，儀器及操作等應滿足現場管理要求。5標準分享吧http://www.bzfxb（資料性附錄）樣品測定前后儀器性能核查記錄表