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HJ 691-2014

基本信息

标准号: HJ 691-2014

中文名称:环境空气 半挥发性有机物采样技术导则

标准类别:环境保护行业标准(HJ)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 环境空气 挥发性 有机物 采样 技术

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标准简介

HJ 691-2014.Ambient air-Sampling technical guideline of semi-volatile organic compounds(SVOCs).
1适用范围
HJ 691规定了环境空气中半挥发性有机物的主动采样技术要求。
HJ 691适用于规范环境空气中半挥发性有机物采样方法的制定和样品的采集。
2规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
HJ 93环境空气颗粒物(PM10 和PM2.5)采样器技术要求及检测方法
HJ 589突发环境事件应急监测技术规范
HJ 664环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)
HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则
HJ 77.2环境空气和废气二嗯英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法
HJ/T 194环境空气质量手工监测技术规范
HJ/T 374总悬浮颗粒物采样器技术要求及检测方法
HJ/T 375环境空气采样器技术要求及检测方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
半挥发性有机物 semi-volatile organic compounds (SVOCs)
本标准所指的半挥发性有机物(简称SVOCs)主要包括二嗯英类、多环芳烃类、有机农药类、氯代苯类、多氯联苯类、吡啶类、喹啉类、硝基苯类、邻苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、苯酚类、多氯萘类和多溴联苯醚类等化合物。这些有机化合物在环境空气中主要以气态或气溶胶两种形态存在。
3.2
采样效率 sampling fficiency (SE)
指采样介质(滤膜和吸附剂)捕集气体中目标化合物的能力。即用大于或等于样品采样的流量和时间抽气体通过采样介质后,目标化合物捕集在采样介质上的量与气体中目标化合物实际量的比值
3.3
动态保留效率 dynamic retention efficiency (RE)
指采样介质保留以溶液形式加到采样介质上的目标化合物的能力。即用大于或等于样品采集的流量和时间抽气体通过采样介质后,目标化合物保留在采样介质上的量与以溶液形式加到采样介质上量的比值。动态保留效率小于等于采样效率。

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标准内容

中华人民共和国国家环境保护标准HJ 691-2014
环境空气半挥发性有机物
采样技术导则
Ambient air -Sampling technical guideline of semi-volatile organiccompounds(SVOCs)
(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。2014-2-7发布
境保护
2014-4-15实施
1适用范围
2规范性引用文件
3术语和定义.
4采样设备....
5采样介质的选择及采样效率的评价,6采样的布点原则
7采样点周围环境和采样口位置的具体要求,8样品的采集、运输和保存..
9气象参数测定及采样记录..
10采样过程的质量控制(QC)和质量保证(QA)附录A(资料性附录)现场采样记录表:II
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,保护环境,保障人体健康,规范环境空气中半挥发性有机物的采样方法,制定本标准本标准规定了环境空气中半挥发性有机物的主动采样技术要求。本标准为首次发布。
本标准的附录A为资料性附录。
本标准主要起草单位:青岛市环境监测中心站、青岛理工大学、青岛恒远科技发展有限公司、青岛崂山电子仪器总厂有限公司。本标准环境保护部2014年2月7日批准本标准自2014年4月15日起实施
本标准由环境保护部解释。
1适用范围
环境空气半挥发性有机物采样技术导则本标准规定了环境空气中半挥发性有机物的主动采样技术要求。本标准适用于规范环境空气中半挥发性有机物采样方法的制定和样品的采集。2规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
HJ/T55
HJ/T194
HJ/T374
HJ/T375
3术语和定义
环境空气颗粒物(PMio和PM2.5)采样器技术要求及检测方法突发环境事件应急监测技术规范环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)大气污染物无组织排放监测技术导则环境空气和废气二嗯英类的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法环境空气质量手工监测技术规范总悬浮颗粒物采样器技术要求及检测方法环境空气采样器技术要求及检测方法下列术语和定义适用于本标准。3.1
semi-volatile organiccompounds(SVOCs)半挥发性有机物
本标准所指的半挥发性有机物(简称SVOCs)主要包括二嗯英类、多环芳烃类、有机农药类、氯代苯类、多氯联苯类、吡啶类、喹类、硝基苯类、邻苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、苯酚类、多氯萘类和多溴联苯醚类等化合物。这些有机化合物在环境空气中主要以气态或气溶胶两种形态存在。
采样效率samplingefficiency(SE)指采样介质(滤膜和吸附剂)捕集气体中目标化合物的能力。即用大于或等于样品采样的流量和时间抽气体通过采样介质后,目标化合物捕集在采样介质上的量与气体中目标化合物实际量的比值
动态保留效率dynamicretentionefficiency(RE)指采样介质保留以溶液形式加到采样介质上的自标化合物的能力。即用大于或等于样品采集的流量和时间抽气体通过采样介质后,目标化合物保留在采样介质上的量与以溶液形式加到采样介质上量的比值。动态保留效率小手等手采样效率。3.4
静态保留效率staticretentionefficiency1
指将一定量目标化合物加到采样介质后,与样品在相同的条件下保存,采样介质对目标化合物的保留能力。
脱附效率desorptionefficiency指从采样介质上解吸目标化合物的能力。即将目标化合物定量加到采样介质后,按与样品相同的条件提取,提取液中自标化合物的量与加入量的比值3.6
现场空白fieldblank
将作为现场空白的采样介质带到采样现场后,与将要采样的采样介质同时打开包装并安装到采样头但不进行采样,待样品采样后,卸下现场空白的采样介质,按与样品相同的方法进行保存然后随样品一起运回实验室,并按与样品相同的步骤分析,分析结果(即现场空白)用于检查采样介质在采样操作过程、采样的现场环境和运输过程是否受到污染。3.7
实验室空白laboratorymethodblank(LMB)在实验室内,将与样品同一批次的采样介质按与样品相同的步骤分析,测定结果用于检查实验过程中所用的玻璃器血、试剂、替代物、内标、设备、溶剂和采样介质是否受到污染3.8
采样器工作点流量Airflowrateofsampler在工作环境条件下,通过采样头(或吸附管)入口处的采气流量,称为采样器的工作点流量该值在采样过程中保持恒定。
标准状态standardconditionsofain指大气压为101.325kPa,温度为273K的状态。3.10
低流量采样low-volumesampling采样流量在0~5L/min之间的采样。3.11
中流量采样middle-volumesampling工作点流量为100L/min的采样。3.12
大流量采样high-volumesampling工作点流量为225L/min的采样。3.13
超大流量采样ultra-volumesampling工作点流量为800L/min的采样。4采样设备
超大流量、大流量和中流量的采样主要适合采集以气态、气溶胶状态或以两种形式同时存在,2
在环境空气中浓度很低,需要大体积富集的SVOCs。对于部分沸点较高的主要以颗粒物状态存在的SVOCs,可以只使用滤膜进行采样。低流量的采样主要适用于采集以气体状态存在的SVOCs。4.1采样头的结构及技术要求
4.1.1超大流量、大流量和中流量采样头及技术要求超大流量、大流量或中流量的采样头主要由采样切割器、滤膜及滤膜支撑部分、装填吸附剂的采样筒、采样筒架及硅橡胶密封圈组成,见图1。采样头的材料应选用不锈钢或聚四氟乙烯等不吸附有机物或不与被测污染物发生化学反应的材料。应根据监测目的、相关标准的要求选择切割器,切割器的性能参数指标应满足HJ93的要求。对于中流量和大流量的采样,切割器的切割点应选用100L/min和225L/min,采用的装填吸附剂的采样筒由内径为60mm,长125mm的硼硅玻璃制成,吸附剂的支撑体为孔径为1.2mm(16目)不锈钢筛网。常用的吸附剂为密度0.022g/cm聚氨基甲酸酯泡沫(简称PUF)、大孔树脂或两种吸附剂的组合。对于超大流量采样,采样简的尺寸应符合相关标准的要求。滤膜使用超细玻璃滤膜或石英纤维滤膜,其直径为102mm。滤膜对0.3um标准粒子的截留效率不低于99%,在气流速度为0.45m/s时,单张滤膜的阻力不大于3.5kPa。深上
操势胶生街
醇庞求4
聚陵别金
RIlt.Fesu
株存了
图1超大流量、大流量和中流量采样头结构示意图4.1.2低流量的采样管
低流量的采样管根据吸附剂的填充方式可分为三种,图2A是单层填充方式,图2B是三层填充方式,其中:吸附剂a和吸附剂b可以相同,也可以不同。图2C为前后两段填充方式。采样管一般由长10cm,内径为20mm的硼硅玻璃制成。在建立采样方法时,选择吸附剂的填充形式主要取决于被测化合物的性质和吸附剂的特性,无论选择哪种填充形式,其采样效率应达到65%-125%之间。
吸附剂
股附酒a
瞬府剂b
瞬闭剂c
a412131b
C图a一采样管的前端:b采样管的后端:1一玻璃棉:2一前端吸附剂:3一后端吸附剂;4—玻璃纤维滤膜。图2低流量采样管示意图
4.2采样器的技术要求
4.2.1通用技术要求
用于SVOCs采样的超大流量、大流量或中流量采样器其性能应满足HJ93、HJ/T194和HJ/T374的要求。采样器应具有自动累积采样体积、可根据气温、气压自动换算累计标况采样体积的功能,应具有自动定时、断电再启和自动补偿由子电压波动和阻力变化引起的流量变化的功能在装有滤膜和吸附剂的情况下,对于大流量采样,其采样器的负载流量应能达到250L/min,工作点的流量为225L/min;对于中流量采样,其采样器的负载流量应能达到125L/min,工作点的流量为100L/min;对于超大流量采样,其采样器的负载流量应能达到900L/min,工作点流量可达到800L/min。当采样阻力为3.0~13.0kPa,电源的交流电压在220V+10%范围内变化时,采样器工作点流量的相对变化在5%之内。对于低流量的采样,采样器的性能应满足HJ/T194和HJ375的要求,应使用质量流量计或孔口流量计,以保证流量的精度。4.2.2采样器性能指标要求
4.2.2.1超大流量、大流量或中流量采样器性能指标要求采样器流量示值误差≤5%,流量相对标准偏差≤2%。累积标况体积示值误差≤土5%,计时误差≤士0.1%,时间分辨率≤1s。大气温度测定的示值误差≤±2℃,大气压力测定误差≤土1kPa。4.2.2.2小流量采样器性能指标要求采样器流量示值误差≤±5%,流量相对标准偏差≤2%。计时误差≤土0.1%,时间分辨率≤1s。4.3采样流量校准
4.3.1标准流量计和累计流量计的精度要求在进行环境空气采样时,应定期使用标准流量计和累计流量计对采样器的流量和累计标况采样体积进行校准,标准流量计和累计流量计的量程范围及精度要求如下:4
(1)超大流量采样器的标准流量计和累计流量计其量程范围至少应在0.5~1.1m/min,误差±2%。
(2)大流量采样器的标准流量计和累计流量计其量程范围至少应在180~260L/min,误差≤±2%。
(3)中流量采样器的标准流量计和累计流量计其量程范围至少应在60~125L/min,误差≤土2%。
(4)低流量采样器的标准流量计其量程范围至少应在0.1~5L/min,误差≤土1%。4.3.2超大流量、大流量或中流量采样器的流量校准采样器应定期进行单点流量校准和多点流量校准以及累积标况体积校准。单点校准是仅对工作点流量进行校准,一般要求每次采样前后都要进行。多点校准是以工作点流量为中心在一定流量范围内进行校准,以保证采样器的流量精度,多点校准根据工作需要每年至少一次。累积标况体积校准需要仪器连续运行(30土5)min,至少每半年或者在采样器维修后进行校准。4.3.2.1超大流量、大流量或中流量采样器的单点校准方法超大流量、大流量或中流量采样器流量校准装置与采样器的连接见图3。采样器校准时必须加上采样测试模块,采样测试模块与实际采样过程使用的采样头结构、滤膜及吸附剂完全相同。56
1标准流量计
2流量计接口
3夹栏测试模坛
4采样器
5职压嘴
6硅胶管
7标准流量计显示器
图3超大流量、大流量或中流量采样器与流量校准装置连接示意图采样器的操作应参照仪器的使用说明书进行。以下推荐方法是用数字式孔口流量计作为标准流量计校准采样器流量,其校准方法如下:(1)在待校准的采样器气体入口装上一个采样测试模块。按图3所示,将标准流量计连接到采样器,检查并保证校准系统不漏气。(2)保持采样器电源处于关闭状态,接通标准流量计电源,操作进入到流量校准状态(3)接通采样器电源,预热(5~10)min。将采样器的流量设为工作点流量,启动采样器进入正常采样状态
(4)记录采样器的流量值9,标准流量计三次测定的流量平均值3、。(5)按公式(1)计算采样器的流量示值误差。-x100%
2一采样器流量示值误差;
式中:0
9,一采样器的流量设定值,L/min;O、一标准流量计三次测定的流量平均值,L/min。(6)采样器的流量示值误差应符合4.2.2的要求,否则应进行维修。4.3.2.2累积流量计的校准
将累积流量计按图3的方式与待测采样器入口连接,确保不漏气。设定采样器的工作流量启动采样器,使采样器运行(30土5)min。分别记录累积流量计计前温度、计前压力、工况累积体积、环境大气压和采样器记录的标况体积,按公式(2)计算累计流量计标况体积,按公式(3)计算累计标况体积示值误差,示值误差应满足4.2.2的要求。_ V×(Ba +P)×273
101.325×T
式中:
T一累积流量计计前温度,K:
P—累积流量计计前压力,kpa:Ba—环境大气压力,kPa
V—累积流量计工况体积,L;
V2累积流量计标况体积,L。
AV=-x×100%
式中:AV一累计标况体积示值误差,%;V—采样器记录的标况体积,L。4.3.2.3超大流量、大流量或中流量采样器的多点校准方法(2)
对于中流量的采样器,应至少在80、100、120L/min进行三点校准。对于大流量的采样器,应至少在200、225、250L/min进行三点校准。对于超大流量的采样器,如果工作点流量在800L/min,应至少在700、800、900L/min进行三点校准。采样器各点流量的示值误差均应符合4.2.2的要求,否则,采样器应进行维修或校正。4.3.3低流量采样器的流量校准
低流量采样器的流量校准使用皂膜流量计,采样器与皂膜流量计的连接方法见图4。其校准方法为:
电子皂膜流量计2气体采样管
3采样器
图4低流量采样器与皂膜流量计的连接示意图6
采样器通电后,设置采样器的工作点流量,采样器运行5min后,记录采样器的流量值q㎡和皂膜流量计的示值流量9,,重复测定三次。按公式(4)计算低流量采样器流量的示值误差。采样器的流量示值误差应符合4.2.2的要求。Ag=Im=×100%
式中:△q一采样器的流量示值误差;9m—采样器的流量值,L/min;
q、一皂膜流量计三次测定的流量平均值,L/min。5采样介质的选择及采样效率的评价5.1采样介质选择的原则
在建立环境空气中SVOCs的采样方法时,采样介质的选择应考患采样介质自身的稳定性、对目标化合物的捕集效率、目标化合物在采样介质上的稳定性、脱附效率和采样介质携带的方便性等。采样介质的选择取决于被分析物质的物理和化学性质。一般情况下,选择采样介质尽可能选择采样阻力少、对目标化合物的吸附效率高、受空气湿度干扰小的介质。在建立SVOCs的采样方法时,应给出采样介质自身的稳定性、采样介质对目标化合物的静态保留效率、脱附效率、采样效率或动态保留效率的实验数据和评价结果。5.1.1采样介质自身稳定性的评价采样介质自身稳定性是评价采样介质使用前在贮存过程中是否会产生一些影响目标化合物测定的物质或是否影响采样效率。在制定环境空气中SVOCs的监测分析方法时,应给出采样介质上目标化合物空白值的要求。5.1.2目标化合物在采样介质上稳定性的评价当选择采样介质时,要求待分析的目标化合物在采样介质应至少稳定7天,评价目标化合物在采样介质上稳定性的方法如下:将3个浓度水平的目标化合物加到采样介质上,在室温下保存7天,然后分析加到采样介质当天自标化合物的浓度与保存7天后的浓度,标化合物的回收率应在测定的误差范围内。否,说明目标化合物在采样介质上发生了变化。此时,应设法改变贮存条件或选择其它的采样介质。5.1.3目标化合物的脱附效率
采样介质的选择要求在采样过程中采样介质对自标化合物只产生物理吸附,而不能发生化学反应。因此,采样后目标化合物应能够从采样介质上被全部提取出来。测定的方法为用微量注射器将一定量的目标化合物直接加到采样介质(通常为吸附剂)内1cm处,在避光放置1小时后,按样品的提取方法提取,计算提取液中自标化合物的量与加入量比值。由于动态保留效率包括目标化合物在采样介质上的脱附效率,因此,脱附效率应大于等于动态保留效率。一般情况下,样品的脱附效率应在90%~110%。5.2采样效率和动态保留效率的评价及要求当使用新吸附剂采样或当吸附剂类型及用量、采样头大小和采样流量、采样时间等条件发生较大变化时,尤其是采样时间超过24小时,应该预先对采样效率或动态保留效率进行评估。5.2.1超大流量、大流量和中流量采样7
5.2.1.1采样效率的测定
在一定空间同时放置两台空气采样器。其中,在一台采样器上采样头的滤膜中逐滴均匀定量地加入目标化合物的标准溶液,标准添加量至少为环境空气中目标化合物浓度的3倍,但最多不超过10倍或者加标后的浓度靠近校准曲线的中间点。另一台采样器不加标准溶液,直接采集环境空气。如果目标化合物为多组分物质,则用于测定采样效率的化合物必须含有挥发性最高的组份。两台采样器同时采集体积相等的空气。配制自标化合物标准溶液的溶剂应使用挥发性的溶剂如二氯甲烷或正已烷。采样结束后,分别测定滤膜和吸附剂中SVOCs的量。三次测定的采样效率的相对偏差≤15%。
采样效率按公式(5)计算:wwW.bzxz.Net
W-W×100%
W。-WR
式中:
SE一目标化合物在吸附剂上的采样效率,%:W。一最初加到滤膜上目标化合物的量,ug:(5)
W一采样后,在加标滤膜后吸附剂上目标化合物的量,ug;WR一采样后,在加标滤膜上目标化合物的剩余量,ug;W一采样后,在未加标滤膜后吸附剂上目标化合物的量,ug。采样效率一般应在65%~125%之间。采样效率低于50%或高于150%均为无效。5.2.1.2动态保留效率的测定
动态保留效率的加标要求与采样效率的测定基本相同。将含有目标化合物的标准溶液直接加到采样介质(滤膜或吸附剂均可)上,然后进行采样。采样后,测定采样介质上(滤膜+吸附剂)目标化合物的量。同时在另一个采样器的采样介质上不加目标化合物,作为环境空气中目标化合物的本底值,两台采样器使用相同的采样流量和采样时间。一般情况下,动态保留效率要求75%以上。三次测定结果的相对偏差≤15%。动态保留效率按公式(6)计算:RE-W=W+×100%
式中:
RE一动态保留效率,%;
W。—加到采样介质上目标化合物的量,ug:W一采样后,在加标采样介质中目标化合物的量,μug。(6)
W一采样后,在未加标采样介质中目标化合物的量,ug:半挥发性有机物的动态保留效率一般等于或略低于采样效率。动态保留效率一般应在50%~150%之间。
5.2.2低流量采样
对于在相关的标准中没有列出采样效率的化合物,或实际采样时间、采样的流量和采样的温度与相关标准不同时,应进行采样效率的测定。5.2.2.1采样效率的测定
(1)按图5连接装置。
(2)在预过滤装置中装入干净的吸附剂,将进气口与氮气相连,也可以将整个装置放在一个充满氮气的容器中。在实验过程中应该用氮气代替空气,避免目标化合物被氧化,导致测定结果不准。(3)如图所示连接两个采样管作为主采样管和副采样管,采样管的出口接到采样器上。(4)用挥发性溶剂(如已烷、戊烷或苯)将目标化合物配成标准溶液。(5)准确取一小体积(如1mL)的标准溶液放入撞击瓶中。(6)将采样器的流量设置为现场采样流量。开启采样器让氮气通过装置,运行时间等于或大手样品采集时间。
(7)采样完毕后,拆下两个采样管,分别进行定量分析。(8)用正已烷或其他合适溶剂冲洗撞击瓶并定量转移到容量瓶中,然后进行分析测定。进气口
预过滤装置
连接抽气泵
主采样
撞击瓶
副采祥管
图5采集效率测定装置示意图
(9)单支采样管的采样效率
单支采样管的采样效率按公式(7)计算:SE:
式中:
SE一目标化合物的采样效率,%:W
W。-WR
W。一加入到撞击瓶中目标化合物的总量;WR一撞击瓶中剩余的目标化合物的量;x100%
W一在主采样管中测定的目标化合物的量。(7)
(10)如果在副采样管中检出了目标化合物的量大于主采样管的5%,说明发生了穿透。化合物在副采样管中的量(W)与主采样管中的量(W)的比值表示采样管的穿透程度。(11)WR与W的总和与W。误差应在±25%范围内,否则实验无效。(12)如果目标化合物在室温下不易挥发,可将撞击瓶放在水浴中或合适的加热器中加热,但最高温度不超过50℃。
5.2.2.2动态保留效率的测定
如果目标化合物50℃不能挥发,并且没有热分解产生,可用动态保留效率(RE)来评价采9
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