環(huán)境監(jiān)測(cè)中標(biāo)準(zhǔn)氣體使用問題的探討

標(biāo)準(zhǔn)氣體在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中起到很重要的作用，包括校準(zhǔn)監(jiān)測(cè)儀器、儀器設(shè)備的期間核查以及參加實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)考核等。本文就日常使用標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)儀器設(shè)備過程中總結(jié)出一些注意要點(diǎn)，以供同行參考。 引言： 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，氣體被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、航空航天和環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。作為氣體行業(yè)的一個(gè)重要分支，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)起到規(guī)范和發(fā)揮著質(zhì)量保證的作用。標(biāo)準(zhǔn)氣體（又叫校正氣體）屬于氣態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，是高度均勻的，良好穩(wěn)定和量值準(zhǔn)確的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中，標(biāo)準(zhǔn)氣體可以用于校準(zhǔn)測(cè)試儀器和質(zhì)量控制計(jì)劃中的期間核查，正確的使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供了關(guān)鍵的技術(shù)保證。 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的現(xiàn)狀 1.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象 1）污染源。 2）環(huán)境狀況： 環(huán)境狀況一般包括下列幾方面：水體；大氣；噪聲；土壤；作物；水產(chǎn)品；畜產(chǎn)品；放射性物質(zhì)；電磁波；地面下沉；土壤鹽堿化、沙漠化；森林植被；自然保護(hù)區(qū)。 1.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容 環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，決定于監(jiān)測(cè)的目的。一般說來，具體的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)已知的或預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)的污染物質(zhì)的情況，被監(jiān)測(cè)的環(huán)境要素的用途，以及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求來決定。同時(shí)為了評(píng)價(jià)測(cè)定結(jié)果和估計(jì)污染擴(kuò)散狀況，還必須測(cè)定一些氣象參數(shù)或水文參數(shù)。 1）大氣監(jiān)測(cè)內(nèi)容； 2）水質(zhì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容； 3）底質(zhì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容； 4）土壤和植物監(jiān)測(cè)內(nèi)容； 5）國(guó)務(wù)*院環(huán)境保護(hù)辦公室規(guī)定的必須監(jiān)測(cè)內(nèi)容。 1.3 監(jiān)測(cè)目的 環(huán)境監(jiān)測(cè)是開展環(huán)境管理和環(huán)境科學(xué)研究的基礎(chǔ)，是制定環(huán)境保護(hù)法規(guī)的重要依據(jù)，開展環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要目的在于： 1）評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)； 2）為制定環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境污染綜合防治對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)； 3）收集環(huán)境本底值及其變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)，積累長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資*料，為保護(hù)人類健康和合理使用自然資源，以及為確切掌握環(huán)境容量提供科學(xué)依據(jù)； 4）揭示新的環(huán)境問題，確定新的污染因素，為環(huán)境科學(xué)研究提供方向。 1.4 監(jiān)測(cè)信息化 現(xiàn)如今，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平有了顯著的提高，在環(huán)境檢測(cè)工作中也開始應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)工作呈現(xiàn)了信息化的發(fā)展趨勢(shì)。隨著相關(guān)從業(yè)人員提高了環(huán)境檢測(cè)信息化建設(shè)的重視程度，在實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)方面的投入也逐漸增多。近年來，大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)站都與軟件開發(fā)公司合作，在環(huán)境監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)方面進(jìn)行了深入的研究，并不斷加大了在研究中的投入，使得環(huán)境監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)得以完善，實(shí)現(xiàn)了整體信息化水平的提升。環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的完善不可能一蹴而就，需要經(jīng)過不懈的努力。雖然目前還無法做到將信息化技術(shù)完全融入到環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，但是，為了高速、有效的進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化是時(shí)代發(fā)展必不可擋的趨勢(shì)。 2環(huán)境監(jiān)測(cè)中標(biāo)準(zhǔn)氣體使用問題 在污染源廢氣監(jiān)測(cè)中，二氧化硫、氮氧化物等氣體污染物的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器的校準(zhǔn)提出了明確和具體的要求，相關(guān)內(nèi)容有示值誤差、系統(tǒng)偏差、零點(diǎn)漂移、量程漂移。*新出臺(tái)的二氧化硫方法標(biāo)準(zhǔn)還要求做co干擾實(shí)驗(yàn)。除此之外，每年的國(guó)家考核和省級(jí)考核都要接收到郵寄的瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣體，這些都對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體的使用提出了較高的要求。平常校準(zhǔn)是采用鋼瓶法直接導(dǎo)入分析儀取得測(cè)量結(jié)果，分析示值誤差產(chǎn)生的原因，濾除掉給測(cè)量結(jié)果帶來偏差的不利因素，就能夠提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可信度和準(zhǔn)確性，進(jìn)而更好的為環(huán)境監(jiān)管部門提供有效的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。對(duì)示值誤差產(chǎn)生影響的因素有氣密性、管線材質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)氣體物質(zhì)、氣體流量和鋼瓶參數(shù)等很多內(nèi)容，以下具體到六個(gè)方面逐個(gè)探討分析。 2.1氣密性檢查 使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)前首先應(yīng)當(dāng)檢查氣路的氣密性。減壓閥的松緊程度和進(jìn)樣管線的泄露是造成進(jìn)樣線路漏氣的主要原因，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有著很大的影響，尤其針對(duì)低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的數(shù)值結(jié)果影響更大。所以在進(jìn)行標(biāo)氣考核校準(zhǔn)之前一定要嚴(yán)格檢查采樣管線的氣密性。檢查的方法很簡(jiǎn)單，對(duì)于煙氣測(cè)試儀就是通過采樣管線連接好儀器的煙氣進(jìn)氣*口和減壓閥的出氣*口，在不打開標(biāo)氣鋼瓶閥門的情況下，若儀器的采樣流量示值在2min內(nèi)降至表明氣密性合格。 2.2合理選擇氣體取樣管線 氣密性檢查合格后，需要注意氣體取樣管線的選擇。目前儀器廠家在配貨過程中已經(jīng)選配好了一些進(jìn)氣軟管，材料有乳膠管和硅膠管。因?yàn)槿槟z管不耐氧化、不耐高溫和腐蝕，所以目前基本以使用硅膠管為主。硅膠管的特點(diǎn)就是耐高低溫、抗腐蝕、100%綠色環(huán)保等，使用起來也很方便。但是橡膠管也有他的局限性，尤其對(duì)大部分有機(jī)氣體和含硫類的氣體吸附性較強(qiáng)，而且它的滲透性也很強(qiáng)，所以千篇一律的使用各類橡膠管作為采樣管線也是不可取的，這會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果造成很大的偏差。建議根據(jù)不同的氣體性質(zhì)采用銅管、不銹鋼管、聚四氟管等不同的材質(zhì)，而對(duì)于含硫的標(biāo)準(zhǔn)氣體和樣品氣*好采用內(nèi)涂石英的不銹鋼管或硫鈍化不銹鋼管。 2.3標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)氣體作為量值溯源的重要一環(huán)，其本身的質(zhì)量關(guān)系到測(cè)試校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。高純?cè)蠚怏w的不純凈，是造成標(biāo)準(zhǔn)氣體質(zhì)量下降，上不了檔次的一個(gè)重要原因，也是標(biāo)準(zhǔn)氣體合成不確定度的極為重要的部分。所以平常采購中需要挑選那些在本行業(yè)有一定影響和資質(zhì)，實(shí)力較強(qiáng)的單位，獲得具有經(jīng)過國(guó)家計(jì)量部門認(rèn)可有證書的標(biāo)準(zhǔn)氣體。另外，標(biāo)準(zhǔn)氣體在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意環(huán)境的溫度，使用前一定要使鋼瓶?jī)?nèi)外溫度達(dá)到要求。 2.4標(biāo)準(zhǔn)氣體的流量對(duì)儀器校準(zhǔn)示值的影響 根據(jù)校準(zhǔn)氣濃度期望值的計(jì)算公式：C校=C標(biāo)×F標(biāo)/F校，可以看出，在煙氣測(cè)試儀器流量固定的情況下，校準(zhǔn)濃度值與標(biāo)氣流量有關(guān)聯(lián)。如果鋼瓶氣體流量大于儀器泵吸收的流量，會(huì)使得校準(zhǔn)值偏高，反之當(dāng)鋼瓶氣體流量低于儀器泵吸收的流量，則會(huì)使得校準(zhǔn)值偏低。所以在用鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)儀器進(jìn)行示值校準(zhǔn)的時(shí)候，確?？烧{(diào)式轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量和煙氣測(cè)試儀的流量一致，這樣可以提高儀器校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。 2.5多點(diǎn)校準(zhǔn) 當(dāng)參加國(guó)家組織的標(biāo)準(zhǔn)氣體盲樣考核或者省級(jí)考核時(shí)，為了保證煙氣分析儀器測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，可以采取多點(diǎn)校準(zhǔn)從而確認(rèn)煙氣分析儀器的線性狀況。多點(diǎn)校準(zhǔn)就是用多個(gè)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)分析儀器進(jìn)行示值的觀察，從而確保儀器的曲線達(dá)到*佳的擬合。現(xiàn)在隨著測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)的變更對(duì)標(biāo)氣量程的要求越來越多，為了獲得多種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體可以購買一瓶較高濃度的標(biāo)氣，通過標(biāo)氣分配器分配成自己需要的各個(gè)濃度標(biāo)氣。 2.6氣體鋼瓶的管理 對(duì)于氣體鋼瓶的管理需要注意三方面的內(nèi)容。首先氣瓶使用過程中應(yīng)注意保證一定的剩余壓力，瓶?jī)?nèi)氣體不得用盡，壓縮氣體的剩余壓力應(yīng)當(dāng)大于等于0.05MPa。考慮到標(biāo)準(zhǔn)氣體的校準(zhǔn)核查作用，關(guān)系到實(shí)際工作的準(zhǔn)確性，建議氣瓶的剩余壓力一般為0.2MPa左右，低于這個(gè)壓力，不建議用于對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。另外標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶應(yīng)定期按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全性能的檢驗(yàn)，涉及到環(huán)境監(jiān)測(cè)日常工作的氮?dú)猓銡猓┑榷栊詺怏w及純度大于等于99.999%的無腐蝕性高純氣體的氣瓶，要求每5年檢驗(yàn)1次。對(duì)瓶體材料產(chǎn)生腐蝕作用的氣體鋼瓶，要求每2年檢驗(yàn)1次。其次，在日常使用和存放過程中，要妥善固定好氣瓶，防止傾倒對(duì)其造成損壞和泄露。 結(jié)束語： 總之，鑒于我國(guó)目前的環(huán)境現(xiàn)狀，重視環(huán)境監(jiān)測(cè)工作是非常必要的。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，合理應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)氣體，能夠推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展，為相關(guān)決策提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。