固定污染源废气 气态汞的测定 活性炭吸附_热裂解原子吸收分光光度法(HJ 917-2017).pdf

中 华 人 民 共 和 国 国 家 环 境 保 护 标 准 H J 9 1 7 - 2 0 1 7 固 定 污 染 源 废 气 气 态 汞 的 测 定 活 性 炭 吸 附 / 热 裂 解 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 S t a t i o n a r y s o u r c e e m i s s i o n D e t e r m i n a t i o n o f t o t a l g a s e o u s m e r c u r y C a r b o n s o r b e n t t r a p s / t h e r m a l c r a c k i n g a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r i c m e t h o d （ 发 布 稿 ） 本 电 子 版 为 发 布 稿 。 请 以 中 国 环 境 出 版 社 出 版 的 正 式 标 准 文 本 为 准 。 2 0 1 7 - 1 2 - 2 8 发 布 2 0 1 8 - 0 4 - 0 1 实 施 环 境 保 护 部 发 布i 目 次 前 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i i 1 适 用 范 围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规 范 性 引 用 文 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 方 法 原 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 干 扰 和 消 除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 试 剂 和 材 料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 仪 器 和 设 备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 样 品 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 分 析 步 骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9 结 果 计 算 与 表 示 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 0 精 密 度 和 准 确 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 1 质 量 保 证 和 质 量 控 制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 2 废 物 处 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 3 注 意 事 项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6i i 前 言 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 固 定 污 染 源 废 气 中 气 态 汞 的 测 定 方 法 ， 制 定 本 标 准 。 本 标 准 规 定 了 测 定 固 定 污 染 源 废 气 中 气 态 汞 的 活 性 炭 吸 附 / 热 裂 解 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 。 本 标 准 为 首 次 发 布 。 本 标 准 由 环 境 保 护 部 环 境 监 测 司 和 科 技 标 准 司 组 织 制 订 。 本 标 准 起 草 单 位 ： 国 家 环 境 分 析 测 试 中 心 。 本 标 准 验 证 单 位 ： 北 京 市 环 境 保 护 监 测 中 心 、 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 环 境 监 测 总 站 、 中 国 环 境 科 学 研 究 院 、 清 华 大 学 、 北 京 市 朝 阳 区 环 境 保 护 监 测 站 和 天 津 市 滨 海 新 区 塘 沽 环 境 保 护 监 测 站 。 本 标 准 环 境 保 护 部 2 0 1 7 年 1 2 月 2 8 日 批 准 。 本 标 准 自 2 0 1 8 年 4 月 1 日 起 实 施 。 本 标 准 由 环 境 保 护 部 解 释 。1 固 定 污 染 源 废 气 气 态 汞 的 测 定 活 性 炭 吸 附 / 热 裂 解 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 警 告 ： 实 验 中 使 用 的 硫 酸 具 有 强 烈 的 腐 蚀 性 ， H g C l 2 标 准 溶 液 具 有 毒 性 ， 试 剂 配 制 过 程 应 在 通 风 橱 内 进 行 ， 操 作 时 应 按 要 求 佩 戴 防 护 器 具 ， 避 免 吸 入 呼 吸 道 和 接 触 皮 肤 、 衣 物 。 1 适 用 范 围 本 标 准 规 定 了 测 定 固 定 污 染 源 废 气 中 气 态 汞 的 活 性 炭 吸 附 / 热 裂 解 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 。 本 标 准 适 用 于 加 装 脱 硝 、 除 尘 、 脱 硫 的 燃 煤 电 厂 排 放 烟 气 中 气 态 汞 的 测 定 。 当 采 样 体 积 为 1 0 L （ 标 准 状 况 下 干 烟 气 ） ， 检 出 限 为 0 . 1 µ g / m 3 ， 测 定 下 限 为 0 . 4 µ g / m 3 。 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 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 有 效 版 本 适 用 于 本 标 准 。 G B / T 1 6 1 5 7 固 定 污 染 源 排 气 中 颗 粒 物 测 定 与 气 态 污 染 物 采 样 方 法 3 方 法 原 理 通 过 本 标 准 规 定 的 采 样 系 统 ， 使 废 气 中 气 态 汞 有 效 富 集 在 经 过 碘 或 其 他 卤 素 及 其 化 合 物 处 理 的 活 性 炭 材 料 上 ， 采 用 直 接 热 裂 解 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 吸 附 管 中 活 性 炭 材 料 中 的 汞 含 量 ， 根 据 采 样 体 积 ， 计 算 气 态 汞 浓 度 。 4 干 扰 和 消 除 S O 2 、 N O X 会 抑 制 活 性 炭 对 汞 的 捕 获 ， 在 吸 附 管 前 端 加 碳 酸 盐 类 化 合 物 可 去 除 酸 性 气 体 的 干 扰 。 5 试 剂 和 材 料 除 非 另 有 说 明 ， 分 析 时 均 使 用 符 合 国 家 标 准 的 分 析 纯 试 剂 ， 实 验 用 水 为 新 制 备 的 去 离 子 水 或 蒸 馏 水 。 5 . 1 氯 化 汞 （ H g C l 2 ） 。 5 . 2 硫 酸 ： （ H 2 S O 4 ） = 1 . 8 4 g / m l 。 5 . 3 硫 酸 溶 液 ： c （ 1 / 2 H 2 S O 4 ） = 0 . 5 m o l / L 。2 移 取 6 . 9 m l 硫 酸 （ 5 . 2 ） 缓 缓 加 入 适 量 水 中 ， 冷 却 后 稀 释 ， 定 容 至 5 0 0 m l ， 混 匀 。 5 . 4 汞 标 准 贮 备 液 ： （ H g ） = 1 0 0 0 m g / L 。 称 取 0 . 1 3 5 4 g 氯 化 汞 （ 5 . 1 ） ， 用 硫 酸 溶 液 （ 5 . 3 ） 溶 解 并 稀 释 ， 定 容 至 1 0 0 m l 。 也 可 使 用 市 售 有 证 汞 标 准 物 质 。 5 . 5 汞 标 准 使 用 液 ： （ H g ） = 1 0 . 0 m g / L 。 移 取 汞 标 准 贮 备 液 （ 5 . 4 ） 1 . 0 0 m l ， 用 硫 酸 溶 液 （ 5 . 3 ） 稀 释 ， 定 容 至 1 0 0 m l 。 临 用 现 配 。 6 仪 器 和 设 备 6 . 1 采 样 系 统 6 . 1 . 1 采 样 系 统 组 成 典 型 的 气 态 汞 的 采 样 系 统 通 常 包 括 活 性 炭 吸 附 管 、 采 样 探 头 、 温 度 传 感 器 、 除 湿 装 置 、 采 样 控 制 器 、 采 样 泵 ， 详 见 图 1 。 图 1 典 型 的 气 态 汞 采 样 系 统 6 . 1 . 2 活 性 炭 吸 附 管 6 . 1 . 2 . 1 两 段 式 吸 附 管 内 装 有 两 段 特 制 的 用 碘 或 其 他 卤 素 及 其 化 合 物 处 理 的 活 性 炭 ， 且 每 段 能 够 独 立 分 析 ， 见 图 2 。 图 2 两 段 式 活 性 炭 吸 附 管3 6 . 1 . 2 . 2 三 段 式 吸 附 管 内 装 有 三 段 特 制 的 活 性 炭 ， 其 中 加 标 段 活 性 炭 添 加 已 知 质 量 的 汞 ， 也 可 采 用 市 售 已 经 加 标 的 活 性 炭 管 ， 见 图 3 。 图 3 三 段 式 活 性 炭 吸 附 管 6 . 1 . 3 采 样 探 头 探 头 具 备 加 热 功 能 （ 加 热 温 度 不 低 于 1 2 0 ） ， 防 止 烟 气 冷 凝 。 6 . 1 . 4 温 度 传 感 器 测 量 精 确 度 在 ± 1 . 5 以 内 。 6 . 1 . 5 除 湿 装 置 在 气 流 进 入 采 样 控 制 器 之 前 ， 应 使 用 除 湿 装 置 将 气 流 中 水 蒸 气 去 除 。 6 . 1 . 6 采 样 控 制 器 用 于 测 定 干 烟 气 总 体 积 ， 可 以 控 制 采 样 流 量 保 持 在 ± 1 0 % 以 内 。 6 . 1 . 7 采 样 泵 动 力 应 能 够 满 足 系 统 流 量 范 围 要 求 。 6 . 2 测 汞 仪 具 有 热 裂 解 单 元 ， 将 样 品 中 的 汞 原 子 化 形 成 气 态 汞 ， 采 用 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 定 量 分 析 汞 ， 检 出 限 应 小 于 2 . 0 g / k g 。 6 . 3 其 他 一 般 实 验 室 常 用 仪 器 与 设 备 。 7 样 品 7 . 1 样 品 采 集 固 定 污 染 源 废 气 采 样 点 位 布 设 及 采 样 应 符 合 G B / T 1 6 1 5 7 中 的 有 关 规 定 。 采 样 前 后 均 应 进 行 密 闭 性 检 测 。 每 次 采 样 时 ， 必 须 使 用 两 根 活 性 炭 吸 附 管 （ 6 . 1 . 2 . 1 ） 进 行 平 行 双 样 的 采 集 ， 以 0 . 2 L / m i n 0 . 6 L / m i n 流 量 ， 采 样 时 间 不 少 于 3 0 m i n 。 采 样 结 束 后 ， 记 录 采 样 时 间 、 大 气 压 。 取 下 已 采 样 的 活 性 炭 管 且 密 封 两 端 ， 擦 净 吸 附 管 外 壁 的 沉 积 物 。4 每 次 采 样 时 都 应 至 少 取 一 支 空 白 活 性 炭 吸 附 管 （ 6 . 1 . 2 . 1 ） ， 带 至 采 样 现 场 作 为 全 程 序 空 白 样 品 ， 与 采 集 的 样 品 一 同 存 放 并 带 回 实 验 室 分 析 。 7 . 2 样 品 保 存 所 有 样 品 应 放 入 密 闭 样 品 存 储 容 器 中 常 温 保 存 ， 样 品 可 保 存 1 4 d 。 7 . 3 动 态 加 标 样 品 取 一 支 三 段 式 吸 附 管 （ 6 . 1 . 2 . 2 ） 按 与 样 品 采 集 相 同 的 操 作 步 骤 （ 7 . 1 ） 进 行 动 态 加 标 样 品 的 采 集 ， 加 标 量 应 为 实 际 汞 采 样 量 的 5 0 % 1 5 0 % ， 每 批 次 应 采 集 一 个 动 态 加 标 样 品 。 7 . 4 实 验 室 空 白 样 品 采 用 空 白 活 性 炭 吸 附 管 （ 6 . 1 . 2 . 1 ） 作 为 实 验 室 空 白 样 品 。 8 分 析 步 骤 8 . 1 仪 器 分 析 参 考 条 件 根 据 仪 器 使 用 说 明 书 优 化 测 定 条 件 或 参 数 。 热 裂 解 温 度 应 大 于 6 5 0 。 8 . 2 标 准 曲 线 的 建 立 分 别 移 取 汞 标 准 使 用 液 （ 5 . 5 ） 0 l 、 1 0 . 0 l 、 2 0 . 0 l 、 4 0 . 0 l 、 6 0 . 0 l 、 8 0 . 0 l 和 1 0 0 l 至 样 品 舟 中 ， 制 备 汞 含 量 分 别 为 0 n g 、 1 0 0 n g 、 2 0 0 n g 、 4 0 0 n g 、 6 0 0 n g 、 8 0 0 n g 和 1 0 0 0 n g 的 标 准 系 列 。 按 照 测 汞 仪 操 作 程 序 分 别 进 行 测 定 ， 以 仪 器 响 应 值 对 汞 含 量 建 立 标 准 曲 线 。 注：标准曲线也可以称取不同质量土壤或沉积物含汞标准样品配制。 8 . 3 样 品 测 定 将 活 性 炭 吸 附 管 两 端 的 密 封 帽 打 开 ， 将 间 隔 的 石 英 棉 及 各 段 活 性 炭 分 别 转 移 至 样 品 舟 中 ， 按 与 标 准 曲 线 （ 8 . 2 ） 相 同 的 条 件 进 行 样 品 的 测 定 。 8 . 4 空 白 样 品 的 测 定 8 . 4 . 1 全 程 序 空 白 样 品 的 测 定 按 照 与 样 品 的 相 同 条 件 （ 8 . 3 ） 进 行 测 定 ， 测 定 全 程 序 空 白 样 品 汞 含 量 。 8 . 4 . 2 实 验 室 空 白 样 品 的 测 定 按 照 与 样 品 的 相 同 条 件 （ 8 . 3 ） 进 行 测 定 ， 测 定 实 验 室 空 白 样 品 （ 7 . 4 ） 汞 含 量 。 9 结 果 计 算 与 表 示 9 . 1 结 果 计 算 固 定 污 染 源 废 气 中 气 态 汞 浓 度 按 公 式 （ 1 ） 计 算 ：5 nd V m m m 0 2 1 （ 1 ） 式 中 ： 标 准 状 况 （ 2 7 3 . 1 5 K ， 1 0 1 . 3 2 5 k P a ） 下 干 烟 气 气 态 汞 浓 度 ， µ g / m 3 ； m 1 吸 附 管 中 第 一 段 中 实 测 的 汞 含 量 ， n g ； m 2 吸 附 管 中 第 二 段 中 实 测 的 汞 含 量 ， n g ； m 0 实 验 室 空 白 样 品 中 的 汞 含 量 ， n g ； V n d 标 准 状 况 下 干 烟 气 的 采 样 体 积 ， L 。 9 . 2 结 果 表 示 当 测 定 结 果 小 于 1 0 0 µ g / m 3 时 ， 保 留 小 数 点 后 1 位 ； 当 测 定 结 果 大 于 等 于 1 0 0 µ g / m 3 时 ， 保 留 3 位 有 效 数 字 。 1 0 精 密 度 和 准 确 度 1 0 . 1 精 密 度 六 家 实 验 室 对 浓 度 水 平 为 5 . 0 g / m 3 、 2 0 . 0 g / m 3 、 4 0 . 0 g / m 3 的 气 态 汞 模 拟 烟 气 重 复 采 集 6 个 样 品 进 行 测 定 ： 实 验 室 内 相 对 标 准 偏 差 分 别 为 4 . 8 % 9 . 7 % ， 7 . 5 % 9 . 9 % ， 7 . 1 % 9 . 6 % ； 实 验 室 间 相 对 标 准 偏 差 分 别 为 4 . 5 % 、 4 . 1 % 、 4 . 7 % ； 重 复 性 限 分 别 为 1 . 1 g / m 3 、 5 . 4 g / m 3 、 8 . 9 g / m 3 ； 再 现 性 限 分 别 为 1 . 2 g / m 3 、 5 . 5 g / m 3 、 9 . 5 g / m 3 。 1 0 . 2 准 确 度 六 家 实 验 室 对 浓 度 水 平 为 2 . 0 g / m 3 、 2 0 . 0 g / m 3 、 5 0 . 0 g / m 3 的 气 态 汞 模 拟 烟 气 重 复 采 集 6 个 样 品 进 行 测 定 ： 相 对 误 差 分 别 为 - 9 . 3 % 7 . 9 % 、 0 . 0 % 1 0 . 0 % 、 - 1 0 . 0 % - 2 . 3 % ； 相 对 误 差 的 最 终 值 为 - 1 . 8 % ± 6 . 0 % 、 6 . 4 % ± 4 . 3 % 、 - 8 . 5 % ± 3 . 0 % 。 1 1 质 量 保 证 和 质 量 控 制 1 1 . 1 空 白 样 品 以 采 样 体 积 为 1 0 L 计 ， 全 程 序 空 白 样 品 的 测 定 值 （ 8 . 4 . 1 ） 不 应 超 过 检 出 限 ； 以 采 样 体 积 为 1 0 L 计 ， 实 验 室 空 白 样 品 的 测 定 值 （ 8 . 4 . 2 ） 不 应 超 过 检 出 限 。 1 1 . 2 标 准 曲 线 标 准 曲 线 相 关 系 数 应 0 . 9 9 9 。 1 1 . 3 平 行 样 当 汞 浓 度 1 µ g / m 3 时 ， 平 行 样 测 定 的 相 对 偏 差 （ R D ） 1 0 % ； 当 汞 浓 度 1 µ g / m 3 时 ， 平 行 样 测 定 的 相 对 偏 差 （ R D ） 2 0 % 。6 1 1 . 4 穿 透 率 当 汞 浓 度 1 µ g / m 3 时 ， 吸 附 管 的 穿 透 率 B 1 0 % ； 当 汞 浓 度 1 µ g / m 3 时 ， 穿 透 率 B 2 0 % 。 按 公 式 （ 2 ） 计 算 吸 附 管 的 穿 透 率 ： 100 1 2 m m B （ 2 ） 式 中 ： B 吸 附 管 的 穿 透 率 ， % ； m 2 吸 附 管 第 二 段 活 性 炭 中 实 测 的 汞 含 量 ， n g ； m 1 吸 附 管 第 一 段 活 性 炭 中 实 测 的 汞 含 量 ， n g 。 1 1 . 5 动 态 加 标 回 收 率 动 态 加 标 样 品 的 回 收 率 R 在 8 5 % 1 1 5 % 之 间 。 1 2 废 物 处 理 实 验 中 产 生 的 含 汞 废 气 在 排 除 之 前 使 用 含 卤 素 活 性 炭 吸 附 ， 所 产 生 的 废 渣 废 液 应 集 中 收 集 ， 并 做 好 相 应 标 识 ， 委 托 有 资 质 的 单 位 进 行 处 理 。 1 3 注 意 事 项 1 3 . 1 吸 附 管 必 须 安 装 在 探 头 内 ， 以 便 烟 气 直 接 进 入 吸 附 管 内 ， 确 保 探 头 和 吸 附 管 之 间 无 泄 漏 。 1 3 . 2 采 样 时 ， 流 量 须 控 制 在 规 定 范 围 内 ， 流 量 过 高 易 导 致 活 性 炭 的 穿 透 。 1 3 . 3 采 样 过 程 中 ， 颗 粒 物 可 能 导 致 采 样 管 堵 塞 而 影 响 采 样 工 作 正 常 进 行 ， 以 较 小 流 量 ， 较 长 时 间 的 采 样 ， 获 得 足 够 量 的 待 测 污 染 物 。