揚塵PM10和PM2.5的自動測定β射線法編制說明-山東

《揚塵 PM10和PM2.5的自動測定β射線吸收法》（征求意見稿）編制說明標準編制組二〇二〇年一月目 錄1項目背景......................................................................................................................................11.1任務來源...............................................................................................................................11.2工作過程...............................................................................................................................12標準制修訂的必要性分析..........................................................................................................22.1環(huán)境空氣中顆粒物的環(huán)境危害............................................................................................22.2相關環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要........................................................................................32.3當前環(huán)境空氣顆粒物Β射線法設備發(fā)展的需求................................................................43國內(nèi)外相關分析方法研究..........................................................................................................63.1主要國家、地區(qū)及國際組織相關分析方法研究................................................................63.2國內(nèi)相關分析方法研究.......................................................................................................84標準制定的基本原則和技術路線..............................................................................................84.1標準制修的基本原則...........................................................................................................84.2標準制定的技術路線...........................................................................................................95方法研究報告............................................................................................................................105.1方法研究的目標..................................................................................................................105.2適應范圍.............................................................................................................................105.3規(guī)范性引用文件.................................................................................................................115.4術語和定義.........................................................................................................................115.5方法原理.............................................................................................................................115.6干擾和消除.........................................................................................................................125.7試劑和材料.........................................................................................................................125.8儀器和設備.........................................................................................................................135.9采樣和測定.........................................................................................................................145.10結果計算與表示................................................................................................................155.11精密度和準確度................................................................................................................165.12質量保證和質量控制.......................................................................................................175.13注意事項...........................................................................................................................176方法驗證....................................................................................................................................186.1驗證方案的制定工作.........................................................................................................186.2方法驗證方案內(nèi)容.............................................................................................................186.3方法驗證過程.....................................................................................................................196.4方法驗證報告.....................................................................................................................207與開題報告的差異說明............................................................................................................20附件一............................................................................................................................................21《揚塵PM10和PM2.5的自動測定β射線吸收法》編制說明1項目背景1.1任務來源顆粒物是我國重點控制的主要污染物之一，是大多數(shù)環(huán)境空氣質量監(jiān)測必測的污染因子，現(xiàn)行的監(jiān)測方法分析周期長，數(shù)據(jù)時效性不足，與日益增加的監(jiān)測任務不匹配?！吨腥A人民共和國大氣污染防治法》、《大氣污染防治行動計劃》、《山東省大氣污染防治規(guī)劃（2013-2020年）》、《2019年全省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控工作重點》和《2019年山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方案》等相關文件均將顆粒物納入管理要求。根據(jù)原國家環(huán)境保護部《關于加強地方環(huán)保標準工作的指導意見》（環(huán)發(fā)[2014]49號）等文件規(guī)定，結合我省現(xiàn)行監(jiān)測任務的現(xiàn)狀，山東省生態(tài)環(huán)境廳將《揚塵PM10和PM2.5的自動測定β射線吸收法》列入2019年山東省地方標準制修訂項目名單，由山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心承擔本標準的制訂任務。1.2工作過程（1）成立標準編制組本項目任務下達后，我單位成立了標準編制組，編制組由多年從事環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測的技術人員等組成，明確了編制組成員的分工和職責。（2）查詢國內(nèi)外相關標準和文獻資料標準編制小組成立后，隨即展開對管理規(guī)定、標準、文獻等相關資料和情況的調(diào)研工作，主要有：國內(nèi)外相關標準的查閱；國內(nèi)外相關文獻及研究成果；擬制訂方法標準在國內(nèi)使用情況；有關儀器設備的發(fā)展與應用情況。（3）開題論證在廣泛調(diào)研、初步研究的基礎上， 結合國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測站對此方法及相關儀器設備的使用情況及國內(nèi)環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測的現(xiàn)實需求， 初步確定了方法的主要技術內(nèi)容和制定的技術路線，并編寫了開題論證報告和標準草案。2019年11月15日，在山東省環(huán)保廳組織召開了本標準的開題論證會。論證委員會聽取了編制組標準開題論證報告和標準草案的內(nèi)容介紹， 經(jīng)質詢、討論一致通過了《標準方法》的審查工作。4）開展具體研究工作，組織方法驗證按照開題論證會確定的研究內(nèi)容和技術路線，編制組進一步開展了儀器設備調(diào)研分析，并進行了方法研究實驗， 確定了方法的測試技術， 完善了標準草案的各項技術內(nèi)容。 選取濟南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、 淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、 東營生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、 濱州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、南京基越環(huán)境監(jiān)測有限公司、 山東碧軒環(huán)境檢測有限公司、 山東精誠檢測技術有限公司7家環(huán)境監(jiān)測機構和 1家手工重量法驗證單位作為本項目的方法驗證實驗室， 篩選了青島眾瑞、青島明華、青島和誠、青島嶗應、武漢天虹、河北健環(huán)以及臨沂潤通等 7家廠家的 β1射線顆粒物測定儀以及傳統(tǒng)重量法儀器分別作為實驗儀器和參比儀器開展了方法研究及驗證實驗。2019年12月，編制組組織上述7家驗證實驗室對方法進行了現(xiàn)場驗證實驗。根據(jù)驗證實驗結果，編制完成了方法驗證報告。（5）編寫標準征求意見稿和編制說明在研究實驗和驗證實驗的基礎上， 編制組不斷補充和完善方法文本的各項技術內(nèi)容， 編制完成了標準征求意見稿和編制說明（含方法驗證報告） 。標準制修訂的必要性分析2.1環(huán)境空氣中顆粒物的環(huán)境危害二十世紀五十年代前后，在世界上不同地區(qū)的城市發(fā)生了幾起著名的空氣污染事件，例如1944年的洛杉磯煙霧事件、1952年的倫敦煙霧事件以及1961年四日市哮喘病事件，這些重大的環(huán)境問題引發(fā)的健康威脅事件都是空氣污染物在短時間內(nèi)大量增加導致。空氣顆粒物是環(huán)境空氣的重要污染物之一，空氣顆粒物不是一種單一成分的空氣污染物，而是由許多人為或自然污染源排放的大量化學物質所組成的一種復雜的大氣污染物，其中既有污染源直接排放的顆粒物，也有氣態(tài)污染物在大氣中經(jīng)過冷凝或復雜的化學反應二生成的顆粒物。對大氣中顆粒物的劃分通常是以空氣動力學直徑為基礎的，根據(jù)其粒徑大小，又可分為總懸浮顆粒物TSP（空氣動力學直徑小于或等于100μm）和可吸入顆粒物（空氣動力學直徑小于或等于10μm）?？晌腩w粒物又可分為細顆粒物PM2.5（空氣動力學直徑小于或等于2.5μm）和粗顆粒物PM10（空氣動力學直徑介于2.5μm至10μm）?？諝忸w粒物成分復雜。粗顆粒物的主要成分為無機物，且與其來源密切相關，其成分與此類來源相近，例如礦物、土壤、材料等；細顆粒物則可由硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、氫離子、EC、重金屬、有機物及微生物等組成。由于可吸入顆粒粒徑小、比表面積大，因而其吸附性很強，容易成為空氣中各種有毒物質的載體，特別是容易吸附多環(huán)芳烴、多環(huán)苯類和重金屬及微量元素等，使得致癌、致畸、致變的發(fā)病率明顯升高。有研究結果表明，空氣動力學尺度大于10μm的顆粒物，基本上被阻止于人的鼻腔；2μm-10μm的顆粒，可進入人體咽喉，約90%可進入并沉積于呼吸道的各個部位，10%可以到達肺的深處，并沉積于肺中；小于2μm的顆粒，100%可以吸入肺泡中，其中0.3μm-2μm的粒子幾乎全部沉積于肺部而不能呼出，這些顆粒被巨噬細胞吞噬，停留在肺泡里，或者溶解在血液，隨血液循環(huán)到達全身各處，此外它還可以作為細菌病毒的載體，對人體造成危害。空氣中的細顆粒物不僅對呼吸系統(tǒng)有危害，對心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等也有嚴重影響。當污染較輕時，首先對易感人群，即兒童、老人、呼吸性疾病及心血管疾病患者產(chǎn)生影響，隨著霧霾的增加污染也不斷增加，繼而影響到全體人群進而進入人體血液循環(huán)。環(huán)境空氣顆粒物除對人體健康產(chǎn)生不良影響以外，還會對能見度、溫度、酸堿度、云和降水、大氣的輻射平衡等造成重要影響。例如盡管顆粒物在大氣中只占很少的一部分，但顆粒物對城市大氣光學性質的影響可達到99%。由于氣體分子與顆粒物對光的吸收和散射減弱了光信號，從而減小了目標物與天空背景之間的對比度。同時顆粒物還可以直接阻擋陽光2對地面的輻射，使可見光的光學厚度增大，抵達地面的太陽能量劇烈下降，使地面溫度降低，高空溫度增高，進而影響風速、風向等；顆粒物影響和決定降水的酸堿性質和對酸的緩沖能力，空氣中顆粒物含有的硫酸鹽和硝酸鹽，通常具有較強的酸性，極有可能促進降水的酸化。隨著人們對大氣顆粒物認識的深入，各個國家對其制定的排放標準也日趨嚴格。如美國國家環(huán)保局EPA所制訂的環(huán)境空氣質量標準對大氣顆粒物的控制就經(jīng)歷了從TSP到PM10到PM2.5的過程，首先在1985年將原始顆粒物指示物質由TSP項目修改為PM10，進而又于1997年在原有PM10的標準上增加了PM2.5的排放標準，并且規(guī)定PM2.5的三年平均年濃度低于15μg/m3，三年中平均99%的24h濃度低于65μg/m3，可以降低細顆粒物對人體健康、環(huán)境和氣候等的危害；歐盟也于1997年提出了自己的PM2.5標準。我國也在1996年頒布的《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)中規(guī)定了PM10的標準，并統(tǒng)一在空氣質量日報中取消了TSP質量指數(shù)，采用PM10指標。2.2相關環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要2.2.1環(huán)境質量標準中對顆粒物監(jiān)測要求1996年實施的《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-1996）中，規(guī)定了PM10的濃度標準限值，2008年，原環(huán)境保護部下達了修定《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-1996）項目計劃，2012年2月《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-2012）發(fā)布實施。新標準