标准集团解读环境空气颗粒物中无机元素连续自动监测技术规范

发布时间：2023-02-06

1 适用范围

本标准规定了环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测系统的方法原理与系统组成、技术性能、安装、调试、试运行与验收、系统日常运行维护、质量保证和质量控制、数据有效性判断等技术要求。

本标准适用于采用能量色散 X 射线荧光光谱法的环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测系统的安装、验收、运行管理与质量控制。目标元素详见附录A。

2 规范性引用文件

本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件，其新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

HJ 655 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范

HJ 817 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范

HJ 829 环境空气 颗粒物中无机元素的测定 能量色散X 射线荧光光谱法

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

无机元素连续自动监测系统 inorganic elements continuous automated monitoring system

对环境空气颗粒物中无机元素进行连续自动的采样、处理、分析的监测系统。

3.2

颗粒物（粒径≤2.5 μm） particulate matter（PM2.5）

环境空气中空气动力学当量直径≤2.5 μm 的颗粒物，也称细颗粒物。

3.3

能量色散 X 射线荧光光谱法 energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry（ED-XRF）

利用 X 射线激发样品，测量所产生的特征 X 射线荧光能量及强度，以确定样品中元素的种类与含量的方法。

4 方法原理与系统组成

4.1 方法原理

环境空气通过样品采集单元，颗粒物被滤膜截留，滤膜样品被输送至分析单元，在分析单元利用能量色散X 射线荧光光谱法（ED-XRF）对沉积在滤膜上的无机元素进行测定。X射线管产生的初级 X 射线照射到颗粒物样品表面，样品中的目标元素释放出的特征 X 射线荧光进入检测器，经电子学系统处理得到不同能量（元素）的 X 射线荧光能谱。采用全谱图拟合或特定峰面积积分的方式获取特征 X 射线荧光强度，目标元素的 X 射线荧光强度与其含量成正比，从而计算得到样品中无机元素的含量。

4.2 系统组成

4.2.1 样品采集单元

样品采集单元将环境空气中的颗粒物富集到滤膜上。由采样头、切割器、采样管、加热器、温湿度传感器、质量流量计、真空泵等组成。

4.2.2 分析单元

分析单元用于检测颗粒物中的无机元素含量。由 X 射线管、检测器等组成。所使用的X 射线光源应符合放射性安全标准。

4.2.3 控制单元

控制单元具有控制滤膜采样、卷膜运动、XRF 检测、流量检测、污染物浓度计算、结果显示等功能，由计算机、工控机、显示面板等组成。

4.2.4 数据采集和传输单元

数据采集和传输单元用于采集、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仪器的工作状态信息。

4.2.5 辅助设备

安装仪器所需的机柜或平台、固定装置、电源以及温控装置等。

5 技术性能要求

5.1 温度测量示值误差

环境温度测量示值误差应在±2 ℃范围内。

5.2 大气压测量示值误差

环境大气压测量示值误差应在±1 kPa 范围内。

5.3 采样流量

平均流量偏差应在±5%范围内；流量相对标准偏差应≤2%；平均流量示值误差应在±2%范围内。

5.4 检出限和测定下限

当采样时长为 1 h，采样体积为 1 m3 时，20 种无机元素的检出限和测定下限详见附录A。