EPA Method 202 中文版

第1頁，共22頁排放管道中可凝结性微粒检测方法一、方法概要以本署公告检测方法（如NIEAA212）收集排放管道内可过滤性微粒（FilterableParticulateMatter，FPM，以下简称FPM）后，再以冲击瓶组与滤纸收集排放管道中可凝结性微粒（CondensableParticulateMatter，CPM，以下简称CPM）。样品采集后立即用氮气吹拂冲击瓶与滤纸之内容物以去除溶解性二氧化硫等气体，再用水和己烷分别萃取采样管、冲击瓶与滤纸中无机与有机之CPM；而相关样品携回实验室再经由干燥与称重，其总量即为CPM。二、适用范围本方法说明检测CPM所需的设备和采样分析方法，其仅适用于固定污染排放源。量测时机是在排放气体自管道抽出并经滤纸过滤之后，如果排放气体被过滤时的温度(GasFiltrationTemperature)超过30℃（85℉）时，原生性微粒(PrimaryParticulateMatter)的总量必须是FPM与CPM方法量测结果的加总。而当气体过滤温度低于30℃（85℉）时，则FPM采样的结果即可代表原生性微粒的总量。当排放管道中含有水滴(droplet)时，本方法应结合NIEAA212方法，且采样温度应足够使经过采样管的水滴变成气态（vaporous）。三、干扰略。四、设备与材料（一）FPM采样设备可参考本署公告检测方法NIEAA212，CPM设备如下所述：1.采样延伸管与内衬：连接冷凝管与FPM微粒过滤器之间的设备，内衬应为玻璃或铁氟龙材质，并应维持管内温度于120~134℃间。2.冷凝管：详细规格参考本署公告检测方法NIEAA807四、(一)7.中所述。3.冲击瓶：冲击瓶组参考本署公告检测方法NIEAA807四、(一)10中所述，在冷凝管后方需先安装一短头式水凝结冲击瓶(waterdropoutimpinger，简称D瓶)，并后方再连接一Greenburg–Smith修正冲击瓶，此瓶为后置（backup）冲击瓶(其吸收管末第2頁，共22頁端为内径1.3公分距冲击瓶底部1.3公分之玻璃管，简称B瓶)。最后再接水气捕捉瓶(moisturetraps，简称M瓶)及硅胶捕捉瓶(silicageltraps，简称S瓶)。4.可凝结性微粒滤纸固定器（CPMFilterHolder）：材质可为玻璃、不锈钢（316或同级材质）或被覆铁氟龙材质之不锈钢。可采用市售滤纸固定器，包含可装载47毫米（mm）或更大的滤纸，市售滤纸固定器包含铁氟龙材质密封垫圈、可装载滤纸的不锈钢、陶瓷或铁氟龙材质之滤纸支撑体、及另一侧铁氟龙材质密封垫圈。5.热电偶：连接可凝结性微粒滤纸出口端，与气体接触部分材质须为被覆铁氟龙或不锈钢。6.长杆冲击瓶内管：当进行采样管线氮气净化时，需要将水凝结冲击瓶（D瓶）中的短杆替换成长杆。（二）可凝结性微粒回收设备1.氮气净化管路：使用惰性管线与接头(fitting)来输送至少14公升/分之钢瓶氮气到冲击瓶组中。管径应为0.6cm（1/4英吋），可结合可调式压力调节器和针形阀之迫紧式接头。2.浮子流量计：量测流量最高可达20L/min，精密度须达全幅5％。3.氮气净化系统：配置超高纯度氮气钢瓶、调压阀和过滤器，系统需至少可连续1小时提供14L/min净化氮气通过采样组装。4.棕色玻璃瓶:500mL。（三）分析设备1.分液漏斗：玻璃材质，1L。2.秤重器皿：玻璃蒸发瓶(glassevaporationvials)、内衬铁氟龙烧杯或铝材质秤重器皿，50mL。3.玻璃烧杯：300mL到500mL。4.干燥设备：内含无水硫酸钙干燥器，可维持容器中相对湿度低于10%，及具有温度控制功能之加热板或烘箱（Oven）。5.玻璃滴管：5mL。6.玻璃滴定管：A级，容量为100mL，最小刻度0.lmL。第3頁，共22頁7.分析天平：须可秤至0.0001g（0.1mg）。8.pHmeter或酸碱试纸（ColormetricpHindicator）：最小读至0.1pH单位。9.超音波震荡槽：超音波频率需至少达20kHz，深度可符合样品萃取管(约10至16公分)。10.防漏样品储存容器：用于样品和空白样品回收，CPM残留物不可超过0.05mg。11.清洗瓶：任何材质均可，用于样品或空白样品回收时，CPM残留物不可超过0.1mg。五、试剂（一）样品收集1.滤纸：不与任何有机键结之聚合滤纸，此滤纸CPM残留物不可超过0.5mg。须对0.3μm的邻苯二甲酸二辛酯微粒有至少99.95%(低于0.05%穿透力)的捕捉效率。滤纸效率可由供货商提供的测试数据证明。2.硅胶(Silicagel)：使用6至16mesh指示型(indicating-type)之硅胶。也可使用主管机关认可之其他种类效果相同或更佳的干燥剂。使用过硅胶可置于175℃(350℉)烘干2小时后重复使用。全新的硅胶显示能够收集水气，则无须进行干燥。3.试剂水：去离子水、超纯水，使用于回收与萃取，干燥残余物重量须低于1ppmw（1mg/L）。4.碎冰。5.氮气：使用超高纯度氮气或是具有相同功能之气体来进行净化，其中氧气浓度需低于1ppmv，总碳氢化合物（碳当量）浓度需低于1ppmv，水分浓度需低于2ppmv，压缩氮气其残留物不可超过0.1mg。（二）样品回收与分析试剂：需要使用丙酮、己烷、无水硫酸钙、氨水与去离子水来进行样品回收与分析。1.丙酮：需储于玻璃瓶中。不可使用金属瓶储存，因其在实验室或现场试剂空白中会产生大量残余物。空白值需低于1.0ppmw(0.1mg/100g)的残余重量。第4頁，共22頁2.己烷：ACS等级，空白值需低于1.0ppmw(0.1mg/100g)的残余重量。3.试剂水：去离子水、超纯水，残余之重量低于1.0ppmw(1mg/L)。或低于冲击瓶内所回收之残留物4.样品干燥剂：在秤重前使用指示型无水硫酸钙，去除样品中水分和有机萃取残留物。5.氨水（AmmoniumHydroxide）：0.1N，将7mL14.8M氢氧化铵以去离子水定量至1L，接着利用标准0.1NH2SO4进行标定计算实际当量（normality），使用两次分析平均来计算当量，滴定数值精准度需在1%或0.2mL之内（取较高值）；或是购买市售可追溯NIST或相当等级之0.1N氢氧化铵，将当量浓度记录于表1。。6.标准缓冲溶液：使用pH值中性缓冲液及pH值不低于4之酸性缓冲液。六、采样与保存（一）采样前准备：在收集与分析样品前，应先清洗在本方法六、(三)中之所有玻璃器皿。每次采样均应使用清洗过之玻璃器皿，每批次采样前应分析实验室试剂空白laboratoryreagentblanks(含水、丙酮与己烷)来确认样品空白符合标准。（二）采样点、位置决定：依据本署公告检测方法NIEAA212决定采样点数与位置。至少包括：决定采样的位置和采样点数、计算采样管与旋风器阻碍率(probe/cycloneblockage)、排放管道气紊流之确认与初步流速剖面、吸气嘴尺寸与采样流率之选择。1.采样点位置：依据本署公告检测方法NIEAA212来选择适当采样位置。2.测定点：依据检测方法NIEAA212来决定所需的测定点数目，并距离排放管道内壁2.54公分来避免扰流与微粒的干扰﹔如排放管道内径小于61公分时，则距离内壁不得少于1.27公分。（三）采样系统准备：采样系统示意图，如图一，所有用于采样和分析样品之玻璃器皿在测试前需以清洁剂清洗后，依序以自来水、去离子水、丙酮、己烷润洗，重要的是要完全去除样品回收时会暴露在己烷润洗接触面之硅胶油（siliconegrease）。清洗后的玻璃器皿于每次采样前必须以300℃烘箱烘6小时，或是以第5頁，共22頁现场空白验证(六、(五)10.11.)来取代清洗、烘烤程序。在每次CPM采样进行之前，必须使用去离子水与超纯水（残余物低于1mg/L）充分润洗。1.冷凝器与水凝结冲击瓶（D瓶）：冷凝管与水凝结冲击瓶连接在可过滤性微粒滤纸(A212方法中之滤纸)后方。冷凝管出口温度应低于30℃。2.后置冲击瓶（B瓶）：在水凝结冲击瓶（D瓶）后方设置一支已移除前方尖端之改良式冲击瓶，此为后置冲击瓶。并将此二冲击瓶放入一水温低于30℃之水浴槽中，在采样开始前，冲击瓶内不应有水分或任何试剂残留。3.CPM滤纸：在滤纸固定器中放入符合本方法五、(一)1.中之滤纸，在CPM滤纸后方与水气捕捉瓶间应有一防漏气设计之热电偶温度计。(注意：不可使用热电偶套管，因为装在氟聚合物或是金属壳内之热电偶温度计会与样品空气接触)4.水气捕捉瓶(M瓶)：改良式的冲击器内装100ml的水，之后连接装满硅胶之冲击瓶（S瓶)来捕捉CPM滤纸后方之水气。水气捕捉瓶出口气流温度应低于20℃。5.硅胶捕捉瓶（S瓶)：将硅胶（200克~300克）装至S瓶容器中一起秤重，精密度须达0.5克，并将此重量记录至FPM纪录表上。6.采样前测漏：请依照以下程序进行测漏（1）采样系统：泄漏率不大于0.00057m3/min或者采样期间平均采样流率的4%，取其较小者。同时须确认测漏时的真空压大于或等于采样期间的真空压，记录测试数据于现场采样表格中。（2）皮托管组装：采样系统泄漏检测后，执行皮托管组装的泄漏检查。其程序依据NIEAA450六、(一)9a。（四）采样操作：依据本署公告检测方法（NIEAA212）进行FPM和CPM组装，再依照下列步骤进行CPM采样。1.冲击瓶与CPM滤纸组件（1）监测水气在水凝结冲击瓶（D瓶）与后置冲击瓶（B瓶）中凝结的程度，如果D瓶内有明显凝结水，例如水位超过一半的容积或是淹没后置冲击瓶（B瓶）的长第6頁，共22頁头，必须停止采样，记录两冲击瓶中水的重量并收集水分，之后再进行测漏程序才可继续进行采样。在中止采样期间必须快速地进行氮气净化程序(如步骤六、(四)3.)。（2）在计算水气含量时必须包含此冲击瓶中的水分。（3）当采样中止时，使用FPM方法中之现场纪录表来记录采样开始时的CPM滤纸增加的温度。在样品收集过程中，维持CPM滤纸温度于20~30℃间。(注意：尽量维持滤纸组件温度接近30℃)。2.测漏采样管/采样系统组件(采样后测漏)：根据FPM方法来进行测漏，如果需要，在测漏时将真空压维持在等于或大于采样时的最大真空压。如果测漏率超过0.00057m3/min或者采样期间平均采样流率的4%（取较小者），为测漏失败，必须重新进行采样。3.采样完成后氮气净化：当采样后测漏完成且通过后，尽快将FPM采样系统之采样头、旋风分径器、滤纸与CPM采样系统之冷凝管与冲击瓶组分开。如果在CPM滤纸前方没有水份被捕集，则可以省略氮气净化过程并直接进行样品回收(如步骤六、(五))。氮气净化可以采用加（正）压净化氮气或采样系统真空泵进行吹拂。无论采用那一种方式，氮气必须先通过滤纸(inlinefilter)后才能进行氮气净化，氮气吹拂详细步骤如下：（1）使用正压氮气吹拂采样系统时，可选择直接吹拂整体CPM采样系统(从冷凝管的入口到CPM滤纸固定器出口)，或将冷凝管与水凝结冲击瓶（D瓶）中的水集中至后置冲击瓶（B瓶）中，然后仅吹拂后置冲击瓶及CPM滤纸固定器。记录水凝结冲击瓶及后置冲击瓶中的水体积或重量。a.如果选择直接吹拂整体CPM采样系统，则必须将水凝结冲击瓶（D瓶）中的短杆内管替换成改良式冲击瓶长杆内管。b.如果选择将冷凝管器与水凝结冲击瓶（D瓶）中的水集中至后置冲击瓶（B瓶）中，则必须吹拂后置冲击瓶及CPM滤纸固定器。c.如果后置冲击瓶（B瓶）吸收管末端没有没入水面，则第7頁，共22頁必须额外添加超纯水（残余物低于1mg/L）使吸收管末端没入水面下至少1公分，并记录添加于水凝结冲击瓶（表一）之水量，来修正排出气体之含水率。(注意：超纯水应先进行氮气吹拂15分钟以上，来移除溶解在水中氧气)d.使用正压式氮气净化时，不应有其他气体流经净化管线与接头。连接氮气过滤器出口与水凝结冲击瓶入口，并分离帮浦与硅胶水气捕集瓶之连结管线(如图2)。如果在氮气净化前已先量测现场冲击瓶内之含水率，可以只吹拂整个CPM采样系统，不须连接后