🌿 固定源废气中的颗粒物（低浓度）——手工重量法
三句话速览
在测量网格各点上等速采集已知体积的气体，使其通过预先称量的平面滤膜，回收滤膜前的沉积物，干燥后再次称量；适用于颗粒物浓度低于50 mg/m³的标准参比方法（在约5 mg/m³下经过验证）。该检测依据 PN-EN 13284-1:2018-02 (EN 13284-1:2017)；范围：低于50 mg/m³（标准状态）；在约5 mg/m³下验证；也允许更高的浓度。整个程序共 6 个步骤；主要用于：垃圾焚烧厂和协同焚烧设施以及大型能源燃烧装置颗粒物排放的定期测量、颗粒物自动测量系统的校准和检查（按EN 14181的QAL2、AST）——排放测量条例所指明的参比方法、工业装置（水泥厂、冶炼厂、锅炉房）除尘设备之后的颗粒物排放测量。
要点速览
- 标准: PN-EN 13284-1:2018-02 (EN 13284-1:2017)
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 6
- 范围: 低于50 mg/m³（标准状态）；在约5 mg/m³下验证；也允许更高的浓度
- 标准状态: 干气体、273.15 K、101.3 kPa
- 过滤温度: 烟囱温度或推荐的至少160 °C
概述
EN 13284-1:2017规定了测量管道气体中低浓度颗粒物的标准参比方法（SRM）——标准状态（干气体、273.15 K、101.3 kPa）下低于50 mg/m³。该方法主要是针对垃圾焚烧厂的气体开发和验证的（现场试验特别关注约5 mg/m³的浓度），但也可用于其他固定源和更高的浓度；当气体中含有不稳定、反应性或半挥发性物质时，结果取决于采样条件和滤膜的处理方式。2017年版取代了EN 13284-1:2001；该标准的第2部分涉及颗粒物自动测量系统的质量保证。在波兰，气候和环境部长关于排放量测量的条例把PN-EN 13284-1标准（或PN-Z-04030-7标准）指明为在核查连续测量时颗粒物的参比方法。
只有在下列条件下才能获得有效的结果：测点处的气流具有足够稳定的速度分布（EN 15259）；采样以边缘锋利、迎着气流的采样嘴在等速条件下进行而不扰动气流；在采样断面上规定数量的点上采集样品（颗粒物分布不均匀）；采样系统气密，并且其设计能避免冷凝、化学反应和滤膜前的沉积；过滤在适当的温度下进行（烟囱温度或推荐的至少160 °C）；计入滤膜前的沉积物；现场空白值不超过最低排放限值的10 %或0.5 mg/m³（取两者中较大者）；由不确定度预算得出的扩展不确定度不超过测量目的的要求——用于法规目的时为排放限值的20 %。
方法原理
在有代表性的测点上，按测定的时间从主气流中抽取气体样品流，流量按等速方式控制（进入采样嘴的气体速度和方向与管道中气体的速度和方向相同），并测定其体积。随气体带出的颗粒物由预先称量的平面滤膜分离，随后把滤膜干燥并再次称量；采样系统中滤膜前的沉积物也要回收（冲洗）并称量。滤膜的增重和滤膜前沉积物的质量都归为所采气体中的颗粒物，据此即可计算浓度。允许两种配置：烟道内过滤（滤膜装在采样嘴正后方的滤膜采样头中；采样嘴与滤膜之间的距离很短，滤膜直径通常至50 mm，流量约1–3 m³/h；过滤温度等于气体温度，有液滴时有堵塞风险），或烟道外过滤（抽气管和温度可调的滤膜采样头，滤膜50–150 mm，流量1–10 m³/h；气体中有液滴时必须采用）。所有与气体接触的部件——采用不锈钢、钛、石英或玻璃制造，表面光滑，接头数量尽可能少。
应用领域
- 垃圾焚烧厂和协同焚烧设施以及大型能源燃烧装置颗粒物排放的定期测量
- 颗粒物自动测量系统的校准和检查（按EN 14181的QAL2、AST）——排放测量条例所指明的参比方法
- 工业装置（水泥厂、冶炼厂、锅炉房）除尘设备之后的颗粒物排放测量
- 在同一等速采样系统中并行采集颗粒物以测定金属（EN 14385）和汞（EN 13211）
- 在低浓度下检验布袋除尘器和电除尘器的效率
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | 低于50 mg/m³（标准状态）；在约5 mg/m³下验证；也允许更高的浓度 |
| 标准状态 | 干气体、273.15 K、101.3 kPa |
| 过滤温度 | 烟囱温度或推荐的至少160 °C |
| 现场空白 | ≤ 最低ELV的10 %或0.5 mg/m³（取两者中较大值） |
| 不确定度 | 用于法规目的时扩展不确定度 ≤ ELV的20 %（颗粒物AMS按IED：日均ELV的30 %） |
| 过滤 | 烟道内：滤膜 ≤ 50 mm，1–3 m³/h；烟道外：滤膜50–150 mm，1–10 m³/h |
| 采样时间 | 某些法规目的要求30 min（可能需要两套系统并行）；延长采样可降低测定限 |
标准
- 标准编号
- PN-EN 13284-1:2018-02 (EN 13284-1:2017)
- 标准名称（波兰语）
- Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego pyłu w zakresie niskich wartości — Część 1: Manualna metoda grawimetryczna
- 标准名称（英语）
- Stationary source emissions — Determination of low range mass concentration of dust — Part 1: Manual gravimetric method
分步操作程序
-
规划
按EN 15259规划测量（测量管段和采样断面、网格点的数量和位置、采样孔、平台）。与工厂商定目的、日期、持续时间和装置的运行工况（采样期间保持稳定状态）。预先计算预期的颗粒物质量，使空白值可以达到而滤膜不致过载（附录E）。选择烟道内过滤或烟道外过滤（有液滴时——烟道外）。
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滤膜和空白的准备
对滤膜进行恒重处理并在称量控制下称量；准备现场空白（不采集气体的全过程）——每次测量活动中都必须采集。
-
预备测量和气密性试验
在网格各点测量气体的速度、温度、压力和组成（O₂、湿度），按等速要求选配采样嘴；对系统做气密性试验。
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采样
在每个测点上依次等速采样（网格测量），保持过滤温度并记录气量计上的体积、温度和压力；在大直径管道中采样30 min时，同时使用两套系统。
-
沉积物回收与称量
采样后冲洗滤膜前的部件（采样嘴、抽气管），把洗液蒸发并称量；把滤膜干燥后按与采样前相同的称量控制程序称量。
-
计算与报告
由滤膜上的质量与滤膜前沉积物质量之和计算采样体积流量和颗粒物浓度，换算到标准状态、干气体和基准氧含量；编制不确定度预算（附录G）和报告（第11章），并记录没有合适的测量位置或装置运行不稳定的情况。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 过滤装置（滤膜采样头和平面滤膜） | 烟道内型带支撑管，或烟道外型带抽气管和温度可调的滤膜采样头 | — |
| 边缘锋利的进气采样嘴 | 经验证的结构——标准附录C；直径的变化应为平缓的锥形，而不是台阶形 | — |
| 气泵和体积测量系统 | 带冷却、干燥和等速控制系统 | — |
| 测量气体速度、温度、压力和组成的仪器 | 按EN ISO 16911-1测量点速度（皮托管）；O₂和湿度用于换算到参比条件 | — |
| 天平和称量室 | 称量控制程序（温度、湿度和压力的平衡——附录E和F） | — |
| 冲洗和回收滤膜前沉积物的器具 | 冲洗采样嘴和抽气管用的溶剂、蒸发用器皿 | — |
职业健康与安全
- 在烟囱平台上以及在热气体采样孔旁作业——防坠落保护、耐热手套
- 系统的加热部件（滤膜采样头 ≥ 160 °C）有烫伤危险；插入和取出采样探头时须戴手套
- 冲洗沉积物用的溶剂应在通风柜中使用；带有焚烧厂颗粒物的滤膜按可能有毒处理
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 13284-1:2018-02 (EN 13284-1:2017) — 《Stationary source emissions — Determination of low range mass concentration of dust — Part 1: Manual gravimetric method》。
该方法的原理是什么？
在有代表性的测点上，按测定的时间从主气流中抽取气体样品流，流量按等速方式控制（进入采样嘴的气体速度和方向与管道中气体的速度和方向相同），并测定其体积。随气体带出的颗粒物由预先称量的平面滤膜分离，随后把滤膜干燥并再次称量；采样系统中滤膜前的沉积物也要回收（冲洗）并称量。
测量范围和准确度是多少？
范围：低于50 mg/m³（标准状态）；在约5 mg/m³下验证；也允许更高的浓度；标准状态：干气体、273.15 K、101.3 kPa；过滤温度：烟囱温度或推荐的至少160 °C；现场空白：≤ 最低ELV的10 %或0.5 mg/m³（取两者中较大值）。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
过滤装置（滤膜采样头和平面滤膜）、边缘锋利的进气采样嘴、气泵和体积测量系统、测量气体速度、温度、压力和组成的仪器、天平和称量室、冲洗和回收滤膜前沉积物的器具。
该检测用于哪些场景？
垃圾焚烧厂和协同焚烧设施以及大型能源燃烧装置颗粒物排放的定期测量；颗粒物自动测量系统的校准和检查（按EN 14181的QAL2、AST）——排放测量条例所指明的参比方法；工业装置（水泥厂、冶炼厂、锅炉房）除尘设备之后的颗粒物排放测量；在同一等速采样系统中并行采集颗粒物以测定金属（EN 14385）和汞（EN 13211）；在低浓度下检验布袋除尘器和电除尘器的效率。
需要采取哪些安全防护措施？
在烟囱平台上以及在热气体采样孔旁作业——防坠落保护、耐热手套；系统的加热部件（滤膜采样头 ≥ 160 °C）有烫伤危险；插入和取出采样探头时须戴手套；冲洗沉积物用的溶剂应在通风柜中使用；带有焚烧厂颗粒物的滤膜按可能有毒处理。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 13284-1。