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文档简介
《固定污染源废气恶臭排放自动监
测技术指南》编制说明
标准编制组
2019年12月
1项目背景
1.1任务来源
为满足恶臭控制的发展需要,中华环保联合会委托天津市环境保护科学研究院、北京市
环境保护科学研究院和上海纺织节能环保中心等单位组建专家组共同编制《固定污染源废气
恶臭排放在线监测技术指南》团体标准,所有人员和经费自筹。
1.2工作过程
(1)成立标准编制小组
2019年成立了标准编制小组,成员主要为有多年污染源排放标准和相关技术规范制定
经验的技术人员。
(2)查询国内外相关标准和文献资料
编制组收集了国内外有关污染源恶臭监测技术的研究成果,全面跟踪了解恶臭的采样和
分析方法现状。
(3)编写开题报告并进行论证
召开论证会听取开题论证报告,确定规范编制的技术路线。
针对污染源恶臭监测过程存在的问题,进行了重点研究,并制定出包括采样方法选择、
样品保存、样品分析及全过程质量控制的技术规定。标准编制组按照计划任务书的要求,结
合其它制定标准的要求,研究建立标准方法的实验方案,并进行方法前处理条件的选择、仪
器条件的确定和方法精密度、准确度及检出限的测定等试验。
(4)编写标准征求意见稿和编制说明并组织验证
组织有关专家和恶臭监测分析人员对要求适用范围、术语定义、主要技术内容,进行了
深入剖析和探讨,并征询了现行恶臭相关标准编制单位的意见,编制了《固定污染源废气恶
臭在线监测技术指南》(初稿)。
2标准制订的意义和必要性
2.1恶臭污染的性质和环境危害
恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快感觉及损害生活环境的异味气体。恶臭物质
化学组分复杂,其中除了氨、硫化氢等少数无机化合物外,绝大多数是有机物,主要包括含
硫化合物、含氮化合物、芳香烃、醛、酮、醇、酯、低级脂肪酸等。当恶臭物质的浓度达到
一定程度时会引发人们不愉快的感觉。这些物质的共同化学特性是具有电负性较强的功能
团,其分子具有极性、化学性质活泼,具有生物活性或氧化还原反应特征。
恶臭物质在环境中的危害是通过人类嗅觉器官对人们的心理、情绪产生不良影响,严重
者将产生生理反应,如出现恶心、呕吐、头痛等症状或并发引起呼吸道疾病。有些恶臭物质
本身即为有毒有害物质可直接引起急性中毒症状,如常见的硫化氢和氨就具有较强的毒性。
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此外,当某些气味物质强度较高或持续时间过长时,同样会引起人们的厌烦情绪,产生不良
的生理反应,这些气味物质也同样造成恶臭环境污染。
恶臭是世界公认的七大公害之一,恶臭污染不仅危害人体健康,而且对社会、经济、生
态环境都会产生影响。恶臭污染会造成居住环境恶化,引发周围居民的投诉和上访,成为影
响社会稳定的因素;导致排污企业周边防护距离增加,土地利用率下降,造成土地资源的浪
费;对周边的生态环境造成破坏,地域形象受损,外部投资减少、最终会抑制区域经济的发
展。
2.2我国恶臭污染的现状及特点
2.2.1我国恶臭污染的现状
恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快感觉及损害生活环境的异味气体,是典型的
扰民污染。根据全国环保举报管理平台统计,2018恶臭/异味投诉占所有环境问题投诉的比
例为23.3%,仅次于噪声居第二位。以天津市为例,自2006年以来恶臭投诉占所有环境投
诉的比例逐年递增,2014年恶臭投诉占所有环境投诉比例的31%,超过噪声成为第一投诉
源。据了解,上海、广东、浙江、江苏、山东等经济发达、人口密度大的地区,对恶臭的投
诉也已占环境投诉的30%左右。在某些石化、化工产业集中的地区,甚至90%的环境投诉
都来自恶臭问题。国家环境保护恶臭污染控制重点实验室近年来向全国18个省、2个自治
区、3个直辖市共计86个城市的环境监测单位、第三方检测机构发放问卷,调查表明恶臭
污染的主要行业有垃圾处理、污水处理、畜禽养殖、化工等,另外餐饮、食品加工、制药等
行业在某些地区的恶臭污染问题也比较突出,如图2-1所示。
图2-1我国恶臭污染排放主要来源
针对恶臭污染排放的主要来源,恶臭重点实验室对131家恶臭排放单位的2000多个样
品进行采样测试,对主要恶臭污染行业臭气浓度水平和恶臭污染物排放情况等进行分析,如
表2-1所示,不同行业排放的特征恶臭污染物差别较大,同一行业的不同单位由于生产工艺、
管理水平、治理技术的不同臭气浓度水平也有巨大差异。
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表2-1各行业臭气浓度水平及主要恶臭污染物
臭气浓度范围
行业恶臭物质
厂界排气筒
垃圾填埋17~415—氨、硫化氢、甲硫醚、二甲二硫、乙醛、异戊酸、戊酸
污水处理10~89174~97724氨、硫化氢、甲硫醇、二甲二硫、甲胺、乙胺、二甲胺、三甲胺
畜禽养殖41~1318—氨、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、乙醇、乙醛、丁醛、三甲胺
氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、乙硫醇、丙酮、异戊醛、丙
石油化工15~89309~17387
醛、正丁醛、丁烯醛、苯乙烯、乙苯、间/对-二甲苯、异丙苯、柠檬烯
制药行业28~65131~54954氨、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丙醛、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯
涂装行业14~17455~7413乙醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、乙苯、苯乙烯
橡胶制品10~4355~4168二硫化碳、异丙醇、乙酸乙酯、甲苯、乙苯、间/对-二甲苯、苯乙烯
食品加工15~713977~74134氨、甲硫醇、二甲二硫、乙醛、丙醛、戊醛、异戊醛
电子行业10~9374~9772二硫化碳、乙醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、柠檬烯
机械制造11~23441~5495乙醇、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、间/对-二甲苯、邻-二甲苯、苯乙烯
塑料加工10~741174~17378乙醇、乙醛、苯甲醛、乙酸、乙酸丁酯、甲苯、三氯乙烯、甲酰胺
印刷行业18~89417~41687乙醇、丙酮、异丙醇、乙醛、丙醛、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯
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表2-2排放源臭气浓度统计结果
浓度范围样品个数样品(%)
≤50029621.83
≤100058142.85
≤200080659.44
≤400098872.86
2.2.2我国恶臭污染的特点
总体来说,我国的恶臭污染具有以下特征:
(1)来源广泛。通过调查表明,我国恶臭污染来源广泛,构成恶臭排放源的既有化工、
石油炼制、制药、涂装、造纸、食品加工、香精香料等工厂企业的点源,又有污水处理厂、
垃圾填埋场等市政设施的面源、体源,且各种污染源彼此交错,互相干扰,给环境管理部门
对于恶臭污染的判别与控制带来了很大的难度。
(2)成分复杂。不同的排放源排放的恶臭物质各不相同,且组分复杂,少则十几种,
多达几十种甚至上百种。常见的恶臭物质包括硫化氢、氨、醛类、酮类、醇类、酯类、有机
硫、有机胺、有机酸类、芳香烃类、萜烯类等,这些物质大多具有嗅觉阈值低的特点,在较
低浓度下就可以被人感知。
(3)投诉频发。恶臭污染属于感官污染,公众可以通过嗅觉感官感知异味的存在。近
些年,随着生活水平的提高,环境保护意识的逐步增强,我国公众对生活环境的要求越来越
高,企事业单位和其他生产经营者排放的恶臭气体影响了公众的生活环境质量,导致投诉激
增。
(4)监管乏力。恶臭投诉一旦发生,环境监测、监察部门需进行现场采样取证,但是
由于恶臭污染具有阵发性、瞬时性的特点,因此往往很难捕捉到真实有效的样品,需要多次
往返甚至蹲点查守才能捕捉到真实有效的样品,耗费了大量的人力、物力。在一些工厂企业
集中、排放源较多的工业园区,还面临着无法识别恶臭污染来源的问题,给环境管理部门造
成严重困扰。可以说,我国不仅面临着发达国家遇到的恶臭污染问题,而且一些发达国家不
曾遇到的恶臭问题,在我国也集中表现出来。
2.3国家对恶臭监测工作提出了更高的要求
随着环境保护工作的不断深入,国家对污染源监管力度日趋增强,近年来国家对化工、
垃圾处理场、污水处理厂、畜禽养殖等行业,制定了相应行业排放标准,规定了恶臭污染物
排放限值。由于这些恶臭污染源排放性质的多样性和造成环境污染的复杂性,需要进一步完
善恶臭监测采样、分析方法,以解决恶臭监测中出现的实际问题。
由于恶臭污染具有突发性和瞬时性等特点,经常出现恶臭污染投诉发生后,环境管理部
门到达现场,却无法采集到具有代表性的样品,而且由于产生恶臭的排放源众多,环境敏感
点易受多重污染源综合交互影响,无法及时解决恶臭实时监测分析的问题,就无法准确辨别
恶臭污染物的来源,这对于环境管理部门监测恶臭排放源并进行执法是长期困扰的难题。现
有的实验室检测方法无法满足瞬时恶臭污染发生时的恶臭检测。恶臭在线监测仪器可以实时
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捕集恶臭气体样品,并通过传感器进行检测分析,并具备自动留样系统,以供环境管理部门
进行执法检测。该仪器设备不仅是当今恶臭检测技术发展的方向,也是保证国家环境监管领
域可持续发展亟需解决的问题。
2.4现行恶臭环境监测方法应用情况和存在问题
《空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法》(GB/T14675-93)目前仍然是我国恶臭
监测的国家标准方法。该方法是用人的嗅觉器官测定恶臭污染源废气及环境空气样品臭气浓
度的方法,需要受过专业训练的多名人员、规范的实验室进行臭气浓度测试,实验流程操作
复杂、结果受人为因素影响较大。该方法监测结果为采样单点式、不能连续24小时提供监
测数据、结果报出滞后。
近年来,全国各地都有大量的恶臭污染事件发生,2018年全国环保举报管理平台“12369”
投诉数据显示,恶臭投诉占涉气举报的41.8%。现行的人工嗅辨的标准方法已经无法满足当
前的执法监督工作要求,迫切需要一种自动24小时在线的快速监测系统,用仪器监测、软
件计算和分析、实时发布、自动预警的科学监测系统替代原始的人工嗅觉器官做结论的方法,
一些系统已经在全国数个省市区实际成功应用,但是目前尚缺乏相关技术标准,数据难以统
一。
目前,《环境空气恶臭污染自动监测技术规范》正在编制过程中,因此,为进一步完
善我国恶臭污染监测体系,需要制订《固定污染源废气恶臭排放在线监测技术指南》方法标
准,实现恶臭污染的实时监测,以满足环境监管部门、恶臭气体排放企业的需求。
3国内外相关测试方法研究
3.1主要国家、地区及国际组织相关测试方法
目前恶臭测试常用的四种方法有三点比较式臭袋法,紫外分光光度法,气相色谱法和传
感器测试法。
传统的三点比较式臭袋法费时费力,且对实验室环境及实验人员要求比较高;同时由于
人的个体差异,不同的人对同一种味道表现出来的差异性很大,检测结果很不稳定。近年来
研究人员对此方法进行改进,推出了一种智能型恶臭测定仪。此仪器采用动态稀释技术结合
中国国家标准三点比较式臭袋法开发而成。此方法不用人工配气,自动化过程更为便捷,节
省大量人力。
紫外分光光度法是利用恶臭污染物质中的某些基团吸收紫外可见辐射光以后,发生了电
子能级跃迁,而产生相应吸收光谱,对物质进行定性定量的方法。此方法仪器设备简单,操
作简便快速,但往往存在干扰物质,显色物质稳定性差等缺点,影响了分析方法的准确度。
气相色谱法适用于复杂基体样品的检测,具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和
应用范围广等特点。气相色谱法虽然能准确测量某些恶臭物质的物质浓度,但无法反映人们
对恶臭气体的感受强度。由于一些恶臭气体在运输过程中有一定的物质损失,该方法对气体
采样和保存的要求较高,需要专业的采样设备并及时检测。
电子鼻模仿人的嗅觉系统,利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统,可
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以与恶臭污染的嗅觉测试法建立相关性。它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、
实时地监测特定位置的气味状况。虽然电子鼻具有便携机实时、在线、原位分析等特点,但
目前国家规定的恶臭监测方法里不包含传感器法。
嗅觉测定法:以人的评判为依据,最能诠释恶臭定义的方法。各类色谱/光谱、分光法:
确定产生臭气物质的浓度,适用于判断污染物质的来源。
美国1971年颁布了《清洁空气法》,采用的恶臭测定方法主要为Scentometerf法和ASTM
注射器法。另外,EPATO系列方法规定了空气中挥发性有机物的测定方法,为部分恶臭物
质的测定提供了分析方法依据。美国采取中央立法和各州立法相结合的方针。对个别带有普
遍性的恶臭物质制定了控制标准。如美国西部港湾地区把三甲胺、酚系物、硫醇类、氨、二
甲硫定为恶臭物质,按恶臭物质浓度制定相关恶臭控制标准对特殊的排放恶臭物质的工厂,
则是从排放时间和排放总量进行控制。很多州如:科罗拉多、伊利诺伊、明尼苏达、密苏里
等,将地区按功能分为居住区、工业区、混合区等不同区域,制定不同的环境基准值。美国
某些州还采用了恶臭主成分量来制定控制标准,以及采用臭气指数来制订恶臭环境标准。
欧盟各国为统一恶臭测试标准以作为法律仲裁的依据,经过近10年的研究,在2003
年4月颁布了EN13725:2003标准以替代以往欧盟各国的国家标准,制定了恶臭的嗅觉测定
及评价方法,未对恶臭成分的分析评价进行规范。
日本已经建立了完整的恶臭控制体系,环境省针对本国的恶臭污染的国情,制定了一系
列的法律法规,用于指导恶臭气体及恶臭指数的监控和管制。在《恶臭防治法》内阁令中针
对受管制的22种恶臭气体,分别规定了测量方法。每种恶臭气体的测量方法都包括试剂、
仪器及测量步骤。仪器包括采样和分析两个部分,每部分都给出了质控要求和测量过程,但
是没有对仪器具体的操作方法。除氨气使用的为光度计法,其他气体均使用气相色谱法进行
测定。恶臭指数的测量方法为嗅觉感官测试法。
3.2国内相关分析方法的特点及应用情况
目前,我国的GB14554-1993中对臭气浓度和8种恶臭气体组分的排放及测量做了规定:
三甲胺、苯乙烯、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫为气相色谱法,氨及二硫化碳为分光
光度法,臭气浓度测定采用三点比较式臭袋法。
表3-1GB14554-1993恶臭污染物排放标准
序二级三级
控制项目单位一级
号新扩改建现有新扩改建现有
1氨11.5245
2三甲胺0.050.080.150.450.8
3硫化氢0.030.060.10.320.6
4甲硫醇0.0040.0070.010.020.035
mg/m3
5甲硫醚0.030.070.150.551.1
6二甲二硫0.030.060.130.420.71
7二硫化碳235810
8苯乙烯3571419
9臭气浓度无量纲1020306070
此外,各地方也出台了相关的地方标准,比如河北《DB13/2208—2015》、浙江《DB
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33/923—2013》规定了医药行业的恶臭污染物排放标准及相关的测量方法。
总体来说,我国的恶臭管理体系相对落后,标准相对老旧,已不能满足日益严峻的恶臭
污染形式。
3.3国内外恶臭在线监测仪器应用现状
3.3.1国外恶臭在线监测仪器应用现状
1982年“电子鼻”的概念就已被Persand等研究小组提出,但并没有引起当时的学术界的
关注,没有明确提出统一的定义,直到1989年,北大西洋公约组织在一次化学传感器信息
处理会议上明确对“电子鼻”提出定义:“电子鼻是由多个性能彼此重叠的气体传感器和适当
的模式分类方法组成的具有识别单一和复杂气味能力的仪器”。恶臭检测技术是电子鼻检测
技术的一种,其应用主要针对垃圾填埋场、化工园区、污水处理、畜牧养殖等行业产生的刺
激性气味、对混合气体进行分类溯源和对特定成分进行定量分析。
J.Getino等人利用15个半导体传感器组成传感器,对单一成分和混合成分恶臭气体进
行分析,结果显示利用主成分分析算法对单一成分拟合成功率达到71%,但是在对混合气
体进行分析时利用多元线性回归法,得到的结果误差还是相当大。Therese等利用不同组成
的传感器阵列系统和线性回归方法,测量柏林下水道的恶臭特征;为了描述传感器信号与气
味,进行了嗅觉和硫化氢浓度测量;结果表明:其能够成功测量下水道的恶臭等级特征,最
好的线性回归的相关系数为0.56。Miconel等人用恶臭检测器检测来自不同城市垃圾处理厂
的恶臭气体,利用多层感知器神经网络(MLP)对两种气体进行分类,恶臭检测器可以利
用MLP算法对追溯气体来源。Jae等和Neale等人利用的方法是一样的,针对的目标不同,
利用电子鼻和PCA算法对家禽棚舍内的恶臭浓度等级进行分类,结果表明检测器可以提供
高效、准确、高性价比以及实时检测恶臭的能力。Aleixandre等人利用多传感器阵列检测污
染气体,用遗传算法(GA)对传感器信号进行预处理取得很好的结果。除此之外,对恶臭气
味的检测还有许多方法,主要是在PCA、GA和ANN算法的基础上进行研究。
现有恶臭在线检测技术主要针对垃圾填埋、污水处理、畜牧养殖等产生刺激性气味的行
业,一般应用于无组织排放检测,结合传感器技术,利用不同的算法建立相关检测领域的识
别模型,具有较强的针对性。
国外的恶臭在线检测仪器主要由以下几种:德国AIRSENSE公司的PEN3利用十种不
同的金属氧化物传感器检测垃圾填埋场、污水处理厂、堆肥、居民饮用水、化学工业厂、工
业园区等领域的恶臭数据;法国的AlphaMOS公司的FOX4000利用电子指纹图谱进而检测、
分析、判别气味及挥发性化合物,主要应用于食品检测;日本的新宇宙公司生产的COSMOS
利用一种自主研发的臭气传感器主要检测各种香气、臭气成分;现有的仪器主要针对环境样
品进行恶臭检测,检测范围有限,而且国外企业生产的电子鼻在我国环境恶臭检测应用中的
效果往往不甚理想,主要原因是国外企业对我国恶臭污染现状的了解不够,使用的传感器阵
列和算法模型不能很好的适应我国的实际情况。
3.3.2国内恶臭在线检测仪现状
我国恶臭在线检测技术研发起步较晚,目前国内科研机构、高校、企业在恶臭气体在线
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检测仪器研发方面取得一些专利如:北京农业信息技术研究中心的“畜舍恶臭气体监测系统
及方法[CN102539508A]”,研究了针对畜禽养殖领域的恶臭气体检测技术,利用硫化氢和氨气
传感器来检测恶臭的特征气体;深圳市安鑫宝科技发展有限公司的“基于电子鼻技术的恶臭
检测仪[CN202092981U]”可以监测多种成分的混合气体,能替代人类嗅觉;河北工业大学的
“基于微流控芯片的恶臭气体检测装置[CN103940939A]”采用微通道内涂覆有固定相的微流
控芯片,实现多组分气体的分离和定量分析,但并不能得出臭气浓度值;宇星科技发展(深
圳)有限公司的“一种恶臭气体在线监测装置[CN203101352U]”通过预处理模块对恶臭气体先
进行预处理以及气体传感模块对预处理后的气体进行成分检测分析,但测得的臭气浓度值精
度受预处理效果影响,不能满足高精度要求。
现有的恶臭在线检测研究一般应用于环境样品检测中,主要采用传感器技术模拟人类嗅
觉获得气味浓度;针对固定污染源高浓度恶臭烟气,传感器响应范围存在一定局限性。通过
检测系统与数据处理系统互相结合,建立传感器信号与人类嗅觉的数学模型为本项目研究的
核心技术,目前国内主要应用的数据处理模式有主成份分析法(PCA)、线性判别分析(LDA)、
偏最小二乘(PLS)、K邻近方法(KNN)、分类模拟独立模型(SIMCA)、不等分布分类
(UNEQ)、分类回归树(CART)、支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等。
4要求制订的基本原则和技术路线
4.1要求制订的基本原则
(1)以国家颁布的现行标准为依据的原则
本要求的制定主要参考了《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)、《天津市恶臭污
染物排放标准》(DB12/059-95)、《三点比较式臭袋法》(GB/T14675-1993)、《嗅觉实验室
建设技术规范》(HJ865-2017)、《恶臭污染环境监测技术规范》(HJ905-2017)、《固
定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ1013-2018)、国家重大科
学仪器设备开发专项《恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范》(2012YQ060165)。
此外,在编制过程中,调研了有关仪器设备的实际技术水平和今后的技术发展方向,综合考
虑当前国内外的技术能力和我国的水污染物排放的水平,基本满足在线监测系统在未来数年
内的有效实施。
(2)方法具有普遍适用性,易于推广使用
制订本标准首先考虑符合我国的有关法律和法规:方法标准使用的分析仪器立足国内生
产的仪器;方法的检出限、测定下限、测量范围与我国固定污染源排放浓度相适应,方法具
备强的抗干扰能力;参考工业发达国家制定的相关标准;确保制订的分析方法标准科学、合
理、严谨,满足相关环保大气污染物排放标准和环境监测工作对测定浓度的要求。
4.2标准制订的技术路线
本标准为自动监测系统的技术要求,在编制过程中也注意同HJ75和HJ76标准协调沟
通,其中通用技术要求同HJ75、HJ76标准基本一致,结合恶臭自动监测系统针对性指标
及检测方法制定本要求。
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主要技术内容包括:适用范围、规范性引用文件、术语和定义、自动监测系统结构组成、
技术要求、性能指标、监测站房要求、安装要求、技术指标调试检测、技术指标验收、日常
运行管理要求、质量保证、规范性目录。
图4-1技术路线图
5、标准主要条文说明
5.1适用范围
本标准适用于固定污染源排气中恶臭污染物臭气浓度等恶臭物质的自动监测。
5.2要求性引用文件
本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本
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标准。
5.3术语和定义
本部分对标准中所涉及的术语进行了定义。对固定污染源、恶臭、臭气浓度、恶臭自动
监测系统等术语进行了定义。
本标准中固定污染源定义参考HJ945.1《国家大气污染物排放标准制订技术导则》,
HJ945.1标准中对固定污染源的定义是:“排放大气污染物的各类行业、场所、生产设施、
固定设备等,简称固定源。”
本标准中恶臭定义参考HJ905《恶臭污染环境监测技术规范》,HJ905标准中对恶臭
的定义是“一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快感觉及损害生活环境的异味气体。”
本标准中臭气浓度定义参考HJ905《恶臭污染环境监测技术规范》,HJ905标准中对
臭气浓度的定义是“用无臭空气对臭气样品连续稀释至嗅辨员阈值时的稀释倍数。”
恶臭自动监测系统定义为“连续监测固定污染源废气中恶臭污染物所需的全部设备,简
称OOMS。”
5.4技术要求
外观要求、工作条件、安全要求和功能要求主要参考了HJ76和HJ1013标准,同时提
出了OOMS针对性的要求。
5.4.1外观要求
此章节要求与HJ76保持完全一致。
5.4.2工作条件
此章节要求与HJ76保持完全一致。
5.4.3安全要求
此章节要求与HJ76保持完全一致。
5.4.4功能要求
样品采集与传输装置的要求中,对OOMS要求其样品采集和传输装置的加热温度应保
证传输管路温度与排气筒温度保持一致,因为臭气浓度结果受气体温度影响较大,所以在样
品采集时保证传输管路温度与排气筒温度保持一致,且全程无冷点。此外,增加了对样品采
集装置除水功能的要求“样品采集装置应具备滤水功能,不能对气体浓度值产生影响”。样品
中含水率较高会对气体成分具有一定吸附性,使样品失真;另一方面,含水率较高会影响恶
臭分析仪的灵敏性,导致检测结果不真实。
预处理设备要求中,预处理设备主要包括样品过滤设备和除湿冷凝设备、预稀释设备等;
预处理设备的材料和安装应不影响仪器测量。由于不同行业以及不同生产工艺恶臭物质浓度
及臭气浓度波动范围较大,因此预处理设备中包括预稀释设备做出了规定:“预稀释装置采
用动态稀释方法,其配比气体采用洁净空气,预稀释倍数应精确可调,范围应满足1-50倍,
预稀释过程中需要采用伴热控温装置,保持样品气体在经过预稀释装置过程中不引起温度、
湿度变化”。
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恶臭分析仪要求,经过调研,目前市场上在售恶臭自动监测仪器,监测项目普遍包括硫
化氢、氨及臭气浓度,因此本标准规定了“具备测量流速、温度、湿度等功能,除监测臭气
浓度值外,还可监测不少于2种恶臭物质浓度。”数据采集和传输设备要求与HJ1013保持
完全一致。
5.5性能指标和检测方法
技术性能指标主要包括零点漂移、示值误差、响应时间、重复性、平均无故障运行时间
和相对准确度。
表5-1主要性能指标要求
性能指标指标要求
零点漂移±5%F.S.
示值误差±5%F.S.
响应时间≤300s
重复性≤2%
平均无故障运行时间168h
相对准确度≤35%
注:F.S.表示满量程
5.5.1测量范围和显示浓度
固定污染源恶臭排放自动监测系统监测可设置可选量程,现场使用量程应根据以下两个
原则选取:
(1)废气中恶臭物质浓度及臭气浓度测试值应尽量分布在满量程20%-80%范围内;
(2)恶臭监测量程应选择排放限值的2.5倍以上。
自动监测系统零点应可以显示和记录零点周围的正值和负值。
5.5.2恶臭自动监测系统主要技术指标
(1)零点漂移
美国EPAPS8《固定污染源挥发性有机物连续监测系统性能规范》中规定系统零点漂
移和量程漂移不超过满量程的±2.5%(每隔24h,连续7天)。HJ76标准中实验室24h漂
移指标定为满量程的±2.0%。HJ1013标准中实验室24h漂移指标定为满量程的±3.0%。
根据筛选多家进口和国产的恶臭在线监测仪器对比实验,现有进口仪器的零点漂移约在
0.2%至3.9%范围内,国产仪器零点漂移约在2.1至5.7范围内,考虑臭气浓度监测的特殊性,
本标准零点漂移规定不超过满量程的±5%。
检测方法为仪器通入零气(经过滤的不含颗粒物、待测气体的清洁干空气或高纯氮气),
11
校准仪器至零点,记录Z0。24小时后,再通入零气,待读数稳定后记录零点读数Zi,按调
零键,仪器调零。连续操作3天,按式(A1)和(A2)计算零点漂移Zd。
............................................................(A1)
݅ ܼ݅ ݅݅...................................................(A2)
⡀ࢫ
式中:Z0i——第i次零点读数初始值; ⡀
Zi——第i次零点读数值;
Zd——零点漂移;
——第i次零点测试值的绝对误差;
零点测试绝对误差最大值;
݅——
仪器满量程值。
R ⡀ࢫ ——
(2)示值误差
用低、中、高浓度的标准气体检查时,自动监测系统测定值与参考值的相对误差不超过
满量程的±5%。
a.仪器通入零气,调节仪器零点。
b.通入高浓度(80%~100%的满量程值)标准气体,调整仪器显示浓度值与标准气体浓
度值一致。
c.仪器经上述校准后,按照零气、高浓度标准气体、零气、中浓度(50%~60%的满量
程值)标准气体、零气、低浓度(20%~30%的满量程值)标准气体的顺序通入标准气体。
若低浓度标准气体浓度高于排放限值,则还需通入浓度低于排放限值的标准气体,完成超低
排放改造后的火电污染源还应通入浓度低于超低排放水平的标准气体。待显示浓度值稳定后
读取测定结果。重复测定3次,取平均值。按公式(A5)和(A6)计算示值误差。
当恶臭满量程不小于200μmol/mol,示值误差按式(A5)计算
…………………(A5)
⡀݅ ܼ ݅
݅ ݅
式中:Lei——标准气体的线性误差; ݅݅
——标准气体测定浓度平均值;
标准气体浓度值;
Csi⡀݅ ——
i——第i种浓度的标准气体。
当恶臭满量程小于100μmol/mol,示值误差按式(A6)计算
…………………(A6)
⡀݅ ܼ ݅
݅
式中:F.S.—— 分析仪器满量程值 ⡀ࢫ⡀ ݅݅
根据实际测量,现有仪器示值误差目前约在0.33-11.57,平均值在2.8%。
(3)响应时间
检测方法:
a)待到OOMS运行稳定后,按照系统设定采样流量通入零气,待读数稳定后按照相同
流量通入量程标准气体,同时用秒表开始计时;
12
b)观察分析仪示值,至读数开始跃变止,记录并计算样气管路传输时间T1;
c)继续观察并记录待测分析仪器显示值上升至标准气体浓度标称值90%时的仪表相应
时间T2;
d)系统响应时间为T1和T2之和。重复测定3次,取平均值,应符合A.8要求。
考虑到不同物质响应时间有所不同,本标准规定响应时间小于300s。调研的仪器响应
时间均小于300s,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
(4)重复性
重复性指在相同测量条件下,对同一被测量参数进行连续多次测量所得结果之间的一致
性。重复性用相对标准偏差表示。重复性检测条件包括相同的测量环境,相同的测量仪器及
在相同的条件下使用,相同的位置及在短时间内的重复。总言之,就是在尽量相同的条件下,
包括程序、人员、仪器、环境等,以及尽量短的时间间隔内完成重复测量任务。从数理统计
和数据处理的角度来看,在这段时间内测量应处于统计控制状态,即符合统计规律的随机状
态。重复观测中的变动性,正是由于各种影响量不能完全保持恒定而引起的。
本标准检测方法:用不小于量程的80%的高浓度的标准气体检查时,连续测量至少6
次,求6次读数的相对标准偏差。
本标准中重复性指标定为不超过15%,根据筛选多家进口和国产的恶臭在线监测仪器
对比实验,除个别臭气浓度指标重复性高于15%外,其他均小于15%。综合臭气浓度及单
一恶臭物质验证结果,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
(5)平均无故障运行时间(最小无人值守时间)
参考了HJ75标准,本标准平均无故障运行时间规定不小于168小时。
(6)相对准确度
美国EPAPS8《固定污染源挥发性有机物连续监测系统性能规范》中规定相对准确度
不能超过20%或10%排放限值,取大者。台湾地区《固定污染源空气污染物连续自动监测
设施管理办法》中规定相对准确度≤20%标准方法测试平均值或15%排放标准。我国HJ1013
中规定当参比方法测量的平均值≥500mg/m3时,相对准确度≤35%。
本标准单一恶臭物质使用经认可的参比测试方法,臭气浓度参比方法:采用人工嗅辨和
OOMS同步测定废气的臭气浓度,计算相对误差。根据筛选多家进口和国产的恶臭在线监
测仪器对比实验,要求参比测试值与自动监测系统数值的相对准确度≤35%。认为该指标设
置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
5.6其他参数主要技术指标
此章节主要技术指标参照HJ76中的规定。
5.7监测站房要求
监测站房参照HJ75中的规定。
13
5.8自动监测系统安装要求
5.8.1安装位置要求
参照HJ75中的规定。
5.8.2安装施工要求
参照HJ75中的规定。
5.9自动监测系统技术指标调试检测
OOMS在现场安装运行以后,在接受验收前,应进行技术性能指标的调试检测。调试
检测的技术指标根据HJ76中规定制定。
5.10自动监测系统技术验收要求
5.10.1总体要求
恶臭自动监测系统在完成安装、调试检测,并和主管部门联网后,应进行技术验收,包
括OOMS技术指标验收和联网验收。
5.10.2技术验收条件
技术验收是指由企业委托有资质的第三方(有资质的第三方是指其所出具的检测报告当
地环保管理部门是认可的,通常是当地环保管理技术部门)用参比方法与恶臭在线监测仪的
检测值进行比对,比对结果须符合本标准验收技术指标要求,并进行联网调试合格。
固定污染源废气OOMS在完成安装、调试检测并符合下列要求后,可组织实施技术验
收工作。
5.10.3技术指标验收
5.10.3.1一般要求
(1)技术指标验收包括OOMS技术指标验收。
(2)验收时间由排污单位与验收单位协商决定。
(3)现场验收期间,生产设备应正常且稳定运行,可通过调节固定污染源废气净化设
备从而达到某一排放状况,该状况在测试期间应保持稳定。
(4)日常运行中更换OOMS分析仪表或变动OOMS取样点位时,应分别满足相关要
求,并进行再次验收。
(5)安装了双量程或多量程的,验收时应对各个量程进行检测,均满足本方法要求视
为检测合格。
(6)现场验收时必须采用有证标准物质或标准样品,较低浓度的标准气体可以使用高
浓度的标准气体采用等比例稀释方法获得,等比例稀释装置的精密度在1%以内。标准气体
要求贮存在铝或不锈钢瓶中,不确定度不超过±2%。
(7)当对全系统进行零点校准和量程校准、示值误差和系统响应时间的检测时,零气
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和标准气体应通过预设管线输送至采样探头处,经由样品传输管线回到站房,经过全套预处
理设施后进入气体分析仪。
5.10.3.2验收内容
OOMS技术指标验收包括零点漂移、量程漂移、示值误差、系统响应时间、相对准确
度、重复性等技术指标的验收。现场验收时,先做示值误差和系统响应时间的验收测试,不
符合技术要求的,可不再继续开展其余项目验收。
注:通入零气和标气时,均应通过OOMS系统,不得直接通入气体分析仪。
5.10.3.2.1示值误差
本标准规定,OOMS示值误差不超过量程的±5%,选取了7个型号10台仪器进行测试,
其中1台超出,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
5.10.3.2.2系统响应时间
本标准规定,OOMS响应时间不超过300s,选取了7个型号10台仪器进行测试,其中
2台超出,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
5.10.3.2.3零点漂移
本标准规定,OOMS零点漂移不超过±5%,选取了7个型号10台仪器进行测试,其中
1台超出,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能满足标准要求。
5.10.3.2.4量程漂移
本标准规定,OOMS量程24小时漂移不超过±5%(通入80%~100%的满量程),选取
了7个型号10台仪器进行测试,其中1台超出,认为该指标设置较合理,大多数仪器性能
满足标准要求。
5.10.3.2.5OOMS准确度
本标准规定,OOMS相对
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