扬尘PM10和PM2.5的自动测定β射线法编制说明-山东

《扬尘 PM10和PM2.5的自动测定β射线吸收法》（征求意见稿）编制说明标准编制组二〇二〇年一月目 录1项目背景......................................................................................................................................11.1任务来源...............................................................................................................................11.2工作过程...............................................................................................................................12标准制修订的必要性分析..........................................................................................................22.1环境空气中颗粒物的环境危害............................................................................................22.2相关环保标准和环保工作的需要........................................................................................32.3当前环境空气颗粒物Β射线法设备发展的需求................................................................43国内外相关分析方法研究..........................................................................................................63.1主要国家、地区及国际组织相关分析方法研究................................................................63.2国内相关分析方法研究.......................................................................................................84标准制定的基本原则和技术路线..............................................................................................84.1标准制修的基本原则...........................................................................................................84.2标准制定的技术路线...........................................................................................................95方法研究报告............................................................................................................................105.1方法研究的目标..................................................................................................................105.2适应范围.............................................................................................................................105.3规范性引用文件.................................................................................................................115.4术语和定义.........................................................................................................................115.5方法原理.............................................................................................................................115.6干扰和消除.........................................................................................................................125.7试剂和材料.........................................................................................................................125.8仪器和设备.........................................................................................................................135.9采样和测定.........................................................................................................................145.10结果计算与表示................................................................................................................155.11精密度和准确度................................................................................................................165.12质量保证和质量控制.......................................................................................................175.13注意事项...........................................................................................................................176方法验证....................................................................................................................................186.1验证方案的制定工作.........................................................................................................186.2方法验证方案内容.............................................................................................................186.3方法验证过程.....................................................................................................................196.4方法验证报告.....................................................................................................................207与开题报告的差异说明............................................................................................................20附件一............................................................................................................................................21《扬尘PM10和PM2.5的自动测定β射线吸收法》编制说明1项目背景1.1任务来源颗粒物是我国重点控制的主要污染物之一，是大多数环境空气质量监测必测的污染因子，现行的监测方法分析周期长，数据时效性不足，与日益增加的监测任务不匹配。《中华人民共和国大气污染防治法》、《大气污染防治行动计划》、《山东省大气污染防治规划（2013-2020年）》、《2019年全省生态环境监测监控工作重点》和《2019年山东省生态环境监测方案》等相关文件均将颗粒物纳入管理要求。根据原国家环境保护部《关于加强地方环保标准工作的指导意见》（环发[2014]49号）等文件规定，结合我省现行监测任务的现状，山东省生态环境厅将《扬尘PM10和PM2.5的自动测定β射线吸收法》列入2019年山东省地方标准制修订项目名单，由山东省生态环境监测中心承担本标准的制订任务。1.2工作过程（1）成立标准编制组本项目任务下达后，我单位成立了标准编制组，编制组由多年从事环境空气颗粒物监测的技术人员等组成，明确了编制组成员的分工和职责。（2）查询国内外相关标准和文献资料标准编制小组成立后，随即展开对管理规定、标准、文献等相关资料和情况的调研工作，主要有：国内外相关标准的查阅；国内外相关文献及研究成果；拟制订方法标准在国内使用情况；有关仪器设备的发展与应用情况。（3）开题论证在广泛调研、初步研究的基础上， 结合国内环境监测站对此方法及相关仪器设备的使用情况及国内环境空气颗粒物监测的现实需求， 初步确定了方法的主要技术内容和制定的技术路线，并编写了开题论证报告和标准草案。2019年11月15日，在山东省环保厅组织召开了本标准的开题论证会。论证委员会听取了编制组标准开题论证报告和标准草案的内容介绍， 经质询、讨论一致通过了《标准方法》的审查工作。4）开展具体研究工作，组织方法验证按照开题论证会确定的研究内容和技术路线，编制组进一步开展了仪器设备调研分析，并进行了方法研究实验， 确定了方法的测试技术， 完善了标准草案的各项技术内容。 选取济南生态环境监测中心、 淄博生态环境监测中心、 东营生态环境监测中心、 滨州生态环境监测中心、南京基越环境监测有限公司、 山东碧轩环境检测有限公司、 山东精诚检测技术有限公司7家环境监测机构和 1家手工重量法验证单位作为本项目的方法验证实验室， 筛选了青岛众瑞、青岛明华、青岛和诚、青岛崂应、武汉天虹、河北健环以及临沂润通等 7家厂家的 β1射线颗粒物测定仪以及传统重量法仪器分别作为实验仪器和参比仪器开展了方法研究及验证实验。2019年12月，编制组组织上述7家验证实验室对方法进行了现场验证实验。根据验证实验结果，编制完成了方法验证报告。（5）编写标准征求意见稿和编制说明在研究实验和验证实验的基础上， 编制组不断补充和完善方法文本的各项技术内容， 编制完成了标准征求意见稿和编制说明（含方法验证报告） 。标准制修订的必要性分析2.1环境空气中颗粒物的环境危害二十世纪五十年代前后，在世界上不同地区的城市发生了几起著名的空气污染事件，例如1944年的洛杉矶烟雾事件、1952年的伦敦烟雾事件以及1961年四日市哮喘病事件，这些重大的环境问题引发的健康威胁事件都是空气污染物在短时间内大量增加导致。空气颗粒物是环境空气的重要污染物之一，空气颗粒物不是一种单一成分的空气污染物，而是由许多人为或自然污染源排放的大量化学物质所组成的一种复杂的大气污染物，其中既有污染源直接排放的颗粒物，也有气态污染物在大气中经过冷凝或复杂的化学反应二生成的颗粒物。对大气中颗粒物的划分通常是以空气动力学直径为基础的，根据其粒径大小，又可分为总悬浮颗粒物TSP（空气动力学直径小于或等于100μm）和可吸入颗粒物（空气动力学直径小于或等于10μm）。可吸入颗粒物又可分为细颗粒物PM2.5（空气动力学直径小于或等于2.5μm）和粗颗粒物PM10（空气动力学直径介于2.5μm至10μm）。空气颗粒物成分复杂。粗颗粒物的主要成分为无机物，且与其来源密切相关，其成分与此类来源相近，例如矿物、土壤、材料等；细颗粒物则可由硫酸盐、硝酸盐、铵盐、氢离子、EC、重金属、有机物及微生物等组成。由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大，因而其吸附性很强，容易成为空气中各种有毒物质的载体，特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等，使得致癌、致畸、致变的发病率明显升高。有研究结果表明，空气动力学尺度大于10μm的颗粒物，基本上被阻止于人的鼻腔；2μm-10μm的颗粒，可进入人体咽喉，约90%可进入并沉积于呼吸道的各个部位，10%可以到达肺的深处，并沉积于肺中；小于2μm的颗粒，100%可以吸入肺泡中，其中0.3μm-2μm的粒子几乎全部沉积于肺部而不能呼出，这些颗粒被巨噬细胞吞噬，停留在肺泡里，或者溶解在血液，随血液循环到达全身各处，此外它还可以作为细菌病毒的载体，对人体造成危害。空气中的细颗粒物不仅对呼吸系统有危害，对心血管、神经系统等也有严重影响。当污染较轻时，首先对易感人群，即儿童、老人、呼吸性疾病及心血管疾病患者产生影响，随着雾霾的增加污染也不断增加，继而影响到全体人群进而进入人体血液循环。环境空气颗粒物除对人体健康产生不良影响以外，还会对能见度、温度、酸碱度、云和降水、大气的辐射平衡等造成重要影响。例如尽管颗粒物在大气中只占很少的一部分，但颗粒物对城市大气光学性质的影响可达到99%。由于气体分子与颗粒物对光的吸收和散射减弱了光信号，从而减小了目标物与天空背景之间的对比度。同时颗粒物还可以直接阻挡阳光2对地面的辐射，使可见光的光学厚度增大，抵达地面的太阳能量剧烈下降，使地面温度降低，高空温度增高，进而影响风速、风向等；颗粒物影响和决定降水的酸碱性质和对酸的缓冲能力，空气中颗粒物含有的硫酸盐和硝酸盐，通常具有较强的酸性，极有可能促进降水的酸化。随着人们对大气颗粒物认识的深入，各个国家对其制定的排放标准也日趋严格。如美国国家环保局EPA所制订的环境空气质量标准对大气颗粒物的控制就经历了从TSP到PM10到PM2.5的过程，首先在1985年将原始颗粒物指示物质由TSP项目修改为PM10，进而又于1997年在原有PM10的标准上增加了PM2.5的排放标准，并且规定PM2.5的三年平均年浓度低于15μg/m3，三年中平均99%的24h浓度低于65μg/m3，可以降低细颗粒物对人体健康、环境和气候等的危害；欧盟也于1997年提出了自己的PM2.5标准。我国也在1996年颁布的《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中规定了PM10的标准，并统一在空气质量日报中取消了TSP质量指数，采用PM10指标。2.2相关环保标准和环保工作的需要2.2.1环境质量标准中对颗粒物监测要求1996年实施的《环境空气质量标准》（GB3095-1996）中，规定了PM10的浓度标准限值，2008年，原环境保护部下达了修定《环境空气质量标准》（GB3095-1996）项目计划，2012年2月《环境空气质量标准》（GB3095-2012）发布实施。新标准