HJ 653-2013 环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法

中华人民共和国国家环境保护标准HJ653-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法SpecificationsandTestProceduresforAmbientAirQualityContinuousAutomatedMonitoringSystemforPM10andPM2.5（发布稿）本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2013-07-30发布2013-08-01实施环境保护部发布II目次前言.............................................................................................................................................III1适用范围.......................................................................................................................................12规范性引用文件...........................................................................................................................13术语和定义...................................................................................................................................14系统组成与原理...........................................................................................................................25技术要求.......................................................................................................................................36性能指标.......................................................................................................................................47检测方法.......................................................................................................................................68检测项目.....................................................................................................................................17附录A（规范性附录）PM10和PM2.5连续监测系统数据采集和处理要求..........................18III前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》，实施《环境空气质量标准》（GB3095-2012），规范环境空气中颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统的性能和质量，制定本标准。本标准规定了环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统（以下简称PM10和PM2.5连续监测系统）的技术要求、性能指标和检测方法。本标准中附录A为规范性附录。本标准为首次发布。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：中国环境监测总站。本标准环境保护部2013年7月30日批准。本标准自2013年8月1日起实施。本标准由环境保护部解释。1环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法1适用范围本标准规定了环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统的技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统的设计、生产和检测。2规范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标准。GB3095-2012环境空气质量标准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HJ618环境空气PM10和PM2.5的测定重量法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1空气动力学当量直径aerodynamicdiameter指单位密度（ρ0=1g/cm3）的球体，在静止空气中作低雷诺数运动时，达到与实际粒子相同的最终沉降速度时的直径。3.2切割器particleseparatedevice指具有将不同粒径粒子分离功能的装置。3.350%切割粒径（Da50）50%cutpointdiameter指切割器对颗粒物的捕集效率为50%时所对应的粒子空气动力学当量直径。3.4颗粒物（粒径小于等于10µm）particulatematter（PM10）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10µm的颗粒物，也称可吸入颗粒物。3.5颗粒物（粒径小于等于2.5µm）particulatematter（PM2.5）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5µm的颗粒物，也称细颗粒物。3.6标准状态standardstate指温度为273K，压力为101.325kPa时的状态。本标准污染物浓度值均为标准状态下浓度值。23.7参比方法referencemethod国家发布的标准方法。3.8捕集效率的几何标准偏差（σg）geometricstandarddeviationofsamplingefficiency切割器对颗粒物的捕集效率有以下两种表述方法：（1）捕集效率为16%时对应的粒子空气动力学当量直径Da16与捕集效率为50%时对应的粒子空气动力学当量直径Da50的比值；（2）捕集效率为50%时对应的粒子空气动力学当量直径Da50与捕集效率为84%时对应的粒子空气动力学当量直径Da84的比值。上述两个比值均应符合σg=1.5±0.1(PM10连续监测系统)、σg=1.2±0.1(PM2.5连续监测系统)的要求。计算公式见（1）、（2）式：5016aagDD=σ…………………………………………（1）8450aagDD=σ…………………………………………（2）式中：σg--------捕集效率的几何标准偏差，%；Da16--------切割器对颗粒物的捕集效率为16%时对应的粒子空气动力学当量直径，μm；Da50--------切割器对颗粒物的捕集效率为50%时对应的粒子空气动力学当量直径，μm；Da84--------切割器对颗粒物的捕集效率为84%时对应的粒子空气动力学当量直径，μm。3.9仪器平行性parallelismofmonitors指每一批次数据结果的均方根。3.10气溶胶传输效率aerosoltransportefficiency指通过采样管进入监测仪的气溶胶量与进入采样管前气溶胶总量的百分比。4系统组成与原理4.1系统的组成PM10和PM2.5连续监测系统包括样品采集单元、样品测量单元、数据采集和传输单元以及其他辅助设备。4.1.1样品采集单元样品采集单元由采样入口、切割器和采样管等组成。将环境空气颗粒物进行切割分离，并将目标颗粒物输送到样品测量单元。4.1.2样品测量单元样品测量单元对采集的环境空气PM10或PM2.5样品进行测量。34.1.3数据采集和传输单元数据采集和传输单元采集、处理和存储监测数据，并能按中心计算机指令传输监测数据和系统工作状态信息。4.1.4其它辅助设备其它辅助设备包括安装仪器设备所需要的机柜或平台、安装固定装置、采样泵等。4.2方法原理PM10和PM2.5连续监测系统所配置监测仪器的测量方法为β射线吸收法或微量振荡天平法。5技术要求5.1外观要求5.1.1PM10和PM2.5连续监测系统应有产品铭牌，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。5.1.2PM10和PM2.5连续监测系统外观应完好无损，无明显缺陷，各零、部件连接可靠，各操作键、按钮灵活有效。5.2工作条件5.2.1切割器在以下环境条件中应能正常工作：环境温度：（-30～50）℃；大气压：（80～106）kPa。5.2.2监测仪在以下环境条件中应能正常工作：环境温度：（15～35）℃；相对湿度：≤85%；大气压：（80～106）kPa。5.2.3供电电压AC（220±22）V，（50±1）Hz。注：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≤85%条件下，监测仪电源端子对地或机壳的绝缘电阻不小于20MΩ。5.3.2绝缘强度在环境温度为（15～35）℃，相对湿度≤85%条件下，监测仪在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。5.3.3β射线源安全PM10和PM2.5连续监测系统所配置监测仪器的测量方法为β射线吸收法时，使用的β射线源应符合放射性安全标准。45.4功能要求5.4.1滤膜要求在规定膜面流速下，PM10采样滤膜要求对0.3μm颗粒物的截留效率≥99%，PM2.5采样滤膜要求对0.3μm颗粒物的截留效率≥99.7%；5.4.2具备显示和设置系统时间的功能及时间标签功能，数据为设置时段的平均值；5.4.3具备记录或输出测量过程中的环境大气压、环境温度、流量和浓度等数据的功能；5.4.4具备数字信号输出功能，数据采集和存储记录要求应符合附录A的要求；5.4.5具备三个月以上数据的存储能力。5.4.6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。6性能指标6.1PM10连续监测系统6.1.1浓度测量范围（0～1000）µg/m3或（0～10000）µg/m3（可选），最小显示单位0.1µg/m3。6.1.2切割性能50%切割粒径：Da50=（10±0.5）µm；捕集效率的几何标准偏差：σg=1.5±0.1。6.1.3时钟误差（1）在监测仪正常工作状态下测试6h，时钟误差±20s。（2）断开监测仪的供电总计5次（各次断电的持续时间分别为20s、40s、2min、7min和20min，且在每次断电之间应保证不少于10min正常电力供应），测试6h，时钟误差±2min。6.1.4温度测量示值误差在（-30～50）℃范围内，温度测量示值误差±2℃。6.1.5大气压测量示值误差在（80～106）kPa范围内，大气压测量示值误差≤1kPa。6.1.6流量稳定性24h内，每一次测试时间点流量变化±10%设定流量，24h平均流量变化±5%设定流量。6.1.7校准膜重现性监测仪校准膜重现性±2%（标称值）。6.1.8电压变化稳定性供电电压变化±10%，监测仪标准膜测量值的变化±5%（标称值）。6.1.9仪器平行性三台（套）仪器平行性≤10%。6.1.10参比方法比对测试使用参比方法进行至少10组有效数据的比对测试，测试结果进行线性回归分析，符合以下要求：斜率：1±0.15；5截距：（0±10）μg/m3；相关系数≥0.95。6.1.11有效数据率连续运行至少90天，有效数据率不低于85%。6.2PM2.5连续监测系统6.2.1浓度测量范围（0