10204022015119环境空气气态污染物过氧乙酰硝酸酯PAN连续自动监测方法

ICS13.020.40Z10DB35福建省地方标准DB35/T1521—2015环境空气气态污染物过氧乙酰硝酸酯（PAN）连续自动监测方法SpecificationsandTestProceduresforAmbientAirQualityContinuousAutomatedMonitoringSystemforPeroxyAcetylNitrate（PAN）2015-11-09发布2016-02-09实施福建省质量技术监督局发布DB35/T1521—2015I前言本标准按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由厦门市环境保护局提出。本标准由福建省环境保护厅归口。本标准起草单位：厦门市环境监测中心站。本标准主要起草人：王坚、蔡启欣、黄厔、张剑波、郁建栓DB35/T1521—20151环境空气气态污染物过氧乙酰硝酸酯（PAN）连续自动监测方法1范围本标准规定了环境空气气态污染物过氧乙酰硝酸酯（PAN）的连续自动监测系统的组成结构、技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于环境空气气态污染物PAN连续自动监测系统的设计、生产和检测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T17214.1工业过程测量和控制装置工作条件第1部分：气候条件HJ654-2013环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法3术语与定义下列术语和定义适用于本标准。3.1ppmpartspermillion百万分之一体积浓度。3.2ppbpartsperbillion十亿分之一体积浓度。3.3标准状态standardstate温度为273.15K，压力为101.325kPa时的状态，本标准中的污染物浓度均为标准状态下的浓度。3.4无人值守工作时间periodofunattendedoperation仪器在无手动维护和校准的前提下，长期漂移（≥15d）符合指标要求的时间间隔。3.5合成效率complexefficiency利用NO标准气体和丙酮标准气体在285nm紫外光的照射下，发生反应生成PAN标准气体的反应效率。3.6在线合成on-linecompoundNO和丙酮标准气体在分析仪内置的紫外光源的照射下，即时合成PAN标准气体。4系统组成与原理DB35/T1521—20152监测系统由采样装置、分析仪器、标准物质、数据采集和传输设备组成，如图1所示。图1监测系统组成示意图方法原理：PAN由低于室温的毛细管柱（色谱柱安装在一个半导体制冷片控温的紧凑的柱箱中）进行气相色谱分离后，由电子捕获器检测；双层隔热系统保证色谱分析系统在环境温度中（5℃～30℃，温度波动低于1℃）正常运行。为防止高保留时间的物质进入分析主柱和检测器影响监测结果采用对预柱进行反吹方法，达到防止污染并减少分析时间的目的。4.1采样装置采样装置与HJ654-2013的相关规定基本一致，但本标准的采样管不加热。本标准的采样管可以单独设置，也可以与HJ654-2013中的采样装置共用，具体要求见5.4.1条款。4.2分析仪分析仪主要由三部分构成：采样和标准气体合成单元、GC-ECD分析单元（带有低温色谱柱温控制系统）、计算机控制单元组成。4.3标准物质用于在线合成PAN标准气体的NO、丙酮二级以上标准钢瓶气体。4.4数据采集和传输设备数据采集和传输设备用于监测数据的采集、处理和存贮，并能按中心计算机指令传输监测数据和设备状况信息。5要求5.1外观要求5.1.1监测系统应具有产品铭牌，铭牌上应标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期等信息。5.1.2监测系统仪器表面应完好无损，无明显缺陷，各零、部件连接可靠，各操作键、按钮灵活有效。5.1.3仪器主机面板显示清晰，字符、标识易于识别。5.2工作条件采样装置分析仪器数据采集和传输设备PAN标准气体在线合成DB35/T1521—20153监测系统在以下条件中应能正常工作：a)室内环境温度：（15～35）℃；b)相对湿度：≤85%；c)大气压：（80～106）kPa；d)供电电压：AC（198～238）V，（50±0.2）Hz。注1：低温、低压等特殊环境条件下，仪器设备的配置应满足当地环境条件的使用要求。5.3安全要求5.3.1绝缘电阻在环境温度为（15～35）℃，相对湿度小于等于85%条件下，使用500V兆欧表测试仪器电源端子对地或机壳的绝缘电阻应不小于20MΩ。5.3.2绝缘强度在环境温度为（15～35）℃，相对湿度小于等于85%条件下，仪器在1500V（有效值）、50Hz正弦波实验电压下持续1min，不应出现击穿或飞弧现象。5.3.3接地线路接地电阻应小于4Ω。5.4功能要求5.4.1采样装置5.4.1.1采样装置一般包括两种结构，结构示意图参见图2。图2采样装置结构示意图5.4.1.2采样装置应连接紧密，避免漏气。采样装置总管入口应防止雨水和粗大的颗粒物进入，同时应避免鸟类、小动物和大型昆虫进入。采样头的设计应保证采样气流不受风向影响，稳定进入采样总管。5.4.1.3采样装置的制作材料，应选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料，一般以聚四氟乙烯为制作材料。DB35/T1521—201545.4.1.4采样总管内径范围（1.5～15）cm，总管内的气流应保持层流状态，采样气体在总管内的滞留时间应小于20s，同时所采集气体样品的压力应接近大气压。支管接头应设置于采样总管的层流区域内，各支管接头之间间隔距离大于8cm。5.4.1.5分析仪器与支管接头连接的管线应选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料；长度不应超过3m，同时应避免空调机的出风直接吹向采样总管和支管。5.4.1.6分析仪器与支管接头连接的管线应安装孔径小于或等于5μm的聚四氟乙烯滤膜。5.4.1.7分析仪器与支管接头连接的管线，连接总管时应伸向总管中心的位置。5.4.1.8在不使用采样总管时，可直接用管线采样，但是采样管线应选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料（一般以聚四氟乙烯为制作材料），采样气体滞留在采样管线内的时间应小于20s。5.4.1.9当采样管与HJ654-2013中的采样系统共用时，本标准的支管接头应位于加热器前、且距离加热器（20～30）cm。5.4.2分析仪器和校准5.4.2.1能够显示和设置系统时间。5.4.2.2自动控制在低温条件（15℃）下定量采集大气样品。5.4.2.3能够自动进样。5.4.2.4能够在线合成PAN标准气体。5.4.3数据采集和传输设备5.4.3.1能够显示仪器内部工作状态的参数信息，并至少每10min记录系统的工作状态信息。5.4.3.2仪器能够显示实时数据，并能够记录存储至少1年以上的有效数据，具备查询历史数据的功能。5.4.3.3具备时间标签功能，数据为设置时段的平均值。5.4.3.4具备数字信号输出功能，具备网口、串口和标准化的通讯协议；为便于设备维修，具备（0～10）V模拟量输出。5.4.3.5具有数据采集和控制软件。5.4.3.6对各监测数据实时采集、存储、计算，并能以报表或报告形式输出，输出标准状态下的质量浓度单位为μg/m3，并具有质量浓度和体积浓度单位切换功能。5.4.3.7仪器掉电后，能自动保存数据；恢复供电后系统可自动启动，恢复运行状态并正常开始工作。5.4.3.8具备报警信息自动记录功能。6性能指标6.1质量指标6.1.1测量范围：（0～100）ppb，有（0～5）ppb、（0～10）ppb等多个不同量程可设置。6.1.2零点噪声：0.015ppb。6.1.3最低检出限：0.03ppb。6.1.4示值误差：±2%F.S.。6.1.5量程精密度：分析仪器10%量程精密度：≤0.5ppb；分析仪器80%量程精密度：≤1.0ppb。DB35/T1521—201556.1.624h零点漂移：±0.03ppb。6.1.724h量程漂移：分析仪器24h10%量程漂移：±0.5ppb；分析仪器24h80%量程漂移：±1.0ppb。6.1.8流量：NO（0～100）mL/min，丙酮（0～100）mL/min，零空气（0～20）L/min。6.1.9流量线性误差：±1%F.S.。6.1.10标准气体浓度：NO（1.00±1%）ppm，丙酮（20.00±1%）ppm。6.1.11载气：氦气（He）纯度大于等于99.999%。6.1.12补偿气：氮气（N2）纯度大于等于99.9%。6.1.13合成效率：93±3%。6.1.14无人值守工作时间：长期（≥15d）工作曲线的斜率波动±10%。6.1.15“零空气”杂质：NOX浓度小于0.03ppb。6.2仪器状态指标6.2.1柱箱温度：（15±0.2）℃。6.2.2热解炉温度：最高150℃（可设定）。6.2.3程序比率设定范围：（-250～250）℃/min。6.2.4色谱柱：熔融石英柱30m、内径0.53mm，内涂1-µm交联三氟丙基硅氧烷（cross-linkedtrifluoropropylsilicone）固定液、老化温度（20～25）℃、老化时间（60～120）min。6.2.5ECD检测器：最高使用温度为350℃、设定温度40℃；在低背景站点中，可用C14的峰值对ECD相应进行校准。6.2.6保留时间重复性：定性测量重复性小于等于1.0%。6.2.7紫外灯：电压1100V，波长285nm。6.3QA/QC功能指标能进行远程操作和诊断。7检测方法7.1零点噪声待测分析仪器运行稳定后，将零点标准气体通入分析仪器，每5min记录该时间段数据的平均值ri（记为1个数据），获得至少25个数据。按公式（1）计算所取得数据的标准偏差S0，即为该分析仪器的零点噪声，应性能指标6.1.2的要求。210()1niirrSn....................................(1)式中：0S——分析仪器零点噪声，单位为十亿分之一（ppb）；r——分析仪器测量值的平均值，单位为十亿分之一（ppb）；ir——分析仪器第i次测量值，单位为十亿分之一（ppb）；DB35/T1521—20156i——记录数据的序号（i=1～n）；n——记录数据的总个数（n≥25）。7.2最低检出限按公式（2）计算待测分析仪器的最低检出限RDL，性能指标6.1.3的要求。RDL=20S........................................(2)式中：RDL——分析仪器最低检出限，单位为十亿分之一（ppb）；0S——分析仪器零点噪声值，单位为十亿分之一（ppb）。7.3跨度校准按满量程的0%、20%、40%、60%、80%在线配制5个PAN标准气体，待各测点计数稳定后分别记录各测点峰面积，将标准气体浓度与峰面积用最小二乘法进行线性回归，所获校准曲线的相关系数r＞0.99。7.4示值误差待测分析仪器经跨度校准后，通入浓度约为50%量程的标准气体，读数稳定后记录显示值；再通入零点校准气体，重复测试3次，按公式（3）计算待测分析仪器的示值误差Le，应符合性能指标6.1.4的要求。100%dseCCLR..................................(3)式中：Le——分析仪器示值误差，%；Cs——标准气体浓度标称值，单位为十亿分之一（ppb）；Cd——分析仪器3次测量浓度平均值，单位为十亿分之一（ppb）；R——分析仪器满量程值，单位为十亿分之一（ppb）。7.5量程精密度待分析仪器经跨度校准后，分别通入10%量程标准气体和80%量程标准气体，待分析仪读数稳定后分别记录10%量程标准气体显示值xi和80%量程标准气体显示值yi，重复上述测试操作至少6次以上，分别按公式（4）和公式（5）计算待测分析仪器10%量程精密度P10和80%量程精密度P80，量程精密度应