基于大氣采樣器在室內(nèi)空氣污染物采樣中流量誤差分析及解決方法探究

張榮發(fā)

（江門市環(huán)境監(jiān)測中心站廣東江門529000）

基于大氣采樣器在室內(nèi)空氣污染物采樣中流量誤差分析及解決方法探究

張榮發(fā)

（江門市環(huán)境監(jiān)測中心站廣東江門529000）

室內(nèi)空氣污染物檢測是環(huán)境檢測工作的重要組成部分，通常需要進行采樣檢測，采樣器存在一定的流量誤差，可能影響檢測結(jié)果的準確性，對此就要重視采樣環(huán)節(jié)，注重采樣中流量誤差的控制。本文分析了流量誤差的主要來源，并提出了科學(xué)的誤差控制方法。

大氣采樣器；室內(nèi)空氣污染物；采樣流量誤差；控制方法

通過對住宅建筑內(nèi)部空氣污染物的檢測，能夠得知其中污染物的含量，以此為依據(jù)來控制室內(nèi)污染，然而，實際的污染物采樣過程中，由于受到多種因素的影響，采樣中流量誤差可能變大，對此需要采取有效的控制措施和方法來控制流量誤差，從而確保檢測精準度。

1 采樣方法

根據(jù)相關(guān)的規(guī)程中的要求和規(guī)定，居民建筑內(nèi)部要檢測污染物主要包括以下幾大類：甲醛、苯、氨與TOVC。現(xiàn)階段通常依靠富集方法對室內(nèi)空氣進行采樣，也就是濃縮采樣，具體的采樣流程為：利用采樣泵，其內(nèi)部設(shè)有富集介質(zhì)，空氣污染物在經(jīng)過時將被充分吸收，再將富集的污染物帶到實驗室，來加以檢測分析。這其中最主要的是富集介質(zhì)的選擇，具體包括：吸收溶液與固體吸附劑。

1.1 吸收溶液

該溶液具有吸收性能，能夠有效吸收空氣中的有害物質(zhì)、污染物，當空氣流經(jīng)此吸收液時，空氣內(nèi)部的污染物將要同此吸收液之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同時溶解在吸收液內(nèi)部。室內(nèi)空氣污染物的檢測一般借助于此方法來進行污染物采集，該采樣方法最為適合甲醛、氨等的采樣，通常對這兩種污染物的采樣效率較高，達到0.5L/min,一般只需要10 min～20min時間就能采樣成功。

1.2 固體吸附劑

準備一個采樣管，其直徑在4mm～5mm,長度在10 mm～17cm為最合適，把0.1g～0.3g的吸附劑添加其中，這樣空氣中的污染物則將被固體吸附劑有效吸收，并存于采樣管內(nèi)，形成樣品。由于空氣內(nèi)部不同污染物吸附程度不同，就會在吸附管內(nèi)部按照強弱順序排開，形成多個分層，此時可以對其進行熱解析，來測量該溶液，此吸附劑更為適合空氣中苯、TVOC的采樣，流量能夠達到0.1 L/min～0.5L/min.

2 采樣體積偏差分析

對于室內(nèi)空氣污染物的檢測，采樣體積方面存在一定的偏差，當前運用最多的就是浮子流量計采樣器，對此一般引入不確定理論來進行采樣剖析，通常包括兩種情況：（1）采樣負載小時，適合選擇吸收溶液采樣法，（2）負載變大時，則適合選擇固體吸附劑進行采樣。然而，固體吸附劑采樣法可能影響流量測量數(shù)據(jù)的準確性，引發(fā)采樣誤差。

采樣體積將受到多重因素的影響，根據(jù)其計算公式：

其中V—采樣體積，Q—采樣流量，P—采樣時的大氣壓，T—采樣點溫度，t—采樣時間。

觀察以上公式能夠看到，采樣流量、時間以及溫度和周圍的氣壓等是影響采樣的幾大關(guān)鍵因素，具體可以用以下圖1所示形象地展示出來。

圖1 采樣體積影響因素圖示

3 固體吸附劑采樣法

固體吸附劑采樣法通常用于室內(nèi)空氣中的苯、TVOC污染物的采集，在實際的采樣過程中，采樣管對流動的空氣會產(chǎn)生某種阻力，特別是當其內(nèi)部添加了吸附劑后，這種阻力會變大，這樣就能夠使得采樣器在流量計讀數(shù)過程中出現(xiàn)誤差，理論上的讀數(shù)超出現(xiàn)實的流量數(shù)，從而出現(xiàn)流量虛高問題。

3.1 測量過程

根據(jù)相關(guān)的居民住宅建筑工程的室內(nèi)污染物檢測規(guī)程，其中對室內(nèi)污染物的采樣流量都做出了明確的規(guī)定，例如：空氣中的主體污染物四大類的采樣流量應(yīng)該控制在0.5L/min，不能超出這一數(shù)值，測量過程中就需要特殊設(shè)置流量刻度，一般在0.5L/min較為適合。如果選擇皂膜流量計，可以先讓采樣器處于空置狀態(tài)，內(nèi)部不含有任何吸附劑，對應(yīng)測出流量值，通常為0.5L/min的流量刻度值，此后則可以加載吸附管，具體的阻力依然從5kPa逐漸過渡到25kPa,再調(diào)整采樣儀中的流量數(shù)值，使其達到0.5L/min,測出加載的阻力，再對應(yīng)得出采樣系統(tǒng)的現(xiàn)實流量，具體如圖2所示。

圖2 采樣系統(tǒng)的現(xiàn)實流量過程

3.2 測量結(jié)果

當指示流量顯示為：0.5L/min時，主要檢測以下兩種情況下的皂膜流量計中的流量數(shù)，那就是采樣器空載、以及阻力加載時的現(xiàn)實流量數(shù)，單個流量檢測3回，并取這三次測量數(shù)的平均數(shù)。

對此可以通過對采樣器進行加載，來控制流量誤差，具體的加載量，可以分別嘗試加載5kPa,15kPa,25kPa,經(jīng)過加載后，得出誤差統(tǒng)計表1。

表1 采樣器加載后的實驗誤差統(tǒng)計表

從以上所統(tǒng)計的實驗數(shù)據(jù)能夠得出，對采樣器逐次加載阻力，從5kPa到15kPa,再到25kPa,當采樣器所顯示的流量為0.5L/ min,將會有較大的流量偏差在采樣系統(tǒng)中出現(xiàn)，同時，由于阻力的不斷上升，這一計量誤差會逐漸變大，特別是采樣系統(tǒng)的阻力達到5kPa以上時，觀察相對誤差偏差值，大于5%，當加載阻力在15kPa時，誤差急劇上升，甚至已經(jīng)超出了可接受的合理范圍，同時，固體吸附管處于0.5L/min流量時，采樣管的阻力也會隨著增加，達到40kPa以上，由此可見，不斷增加的阻力必將影響采樣的準確性。

4 解決對策

要想妥善解決計量誤差問題，就必須選擇科學(xué)的方法和途徑，應(yīng)該根據(jù)采樣器的采樣特點來進行采樣實驗，具體應(yīng)該從以下方面做起。

4.1 調(diào)整采樣器類型

選擇恒定流量型采樣器，該采樣器的最顯著特征在于當負載阻力施加后，能夠自行調(diào)節(jié)，始終維持初始流量，經(jīng)過多次實驗證實，在可被接受的阻力范圍最后，誤差能夠被有效控制。

4.2 控制采樣流量

如果選擇浮子流量計采樣器來采集樣本，則要控制采樣流量，這是因為各類吸附管可能導(dǎo)致的流量偏差也有所差異，對此，可以通過皂膜流量計來加以調(diào)整、矯正。

從以上實驗數(shù)據(jù)的分析可以看出，室內(nèi)空氣污染物檢測過程中，要想確保檢測精準度，就要重點把握好空氣采樣環(huán)節(jié)，要控制好采樣體積的偏差，因為偏差過大會對檢測結(jié)果的精準度帶來不良干擾，這種干擾已經(jīng)超出了可接受范圍，所以，現(xiàn)實的檢測過程中必須重視采樣環(huán)節(jié)，可以說采樣是影響檢測準確性的關(guān)鍵因素之一，該因素已經(jīng)超出了普通的因素，實際的空氣污染物監(jiān)測過程中，必須做好采樣工作，要確保采樣的精準性、可靠性，通過采取有效的控制措施，來提高采樣的合理性，控制采樣體積和偏差。

5 結(jié)語

建筑室內(nèi)空氣污染物監(jiān)測過程中，必須掌握好采樣體積的偏差，監(jiān)測技術(shù)人員要努力提高監(jiān)測技術(shù)水平，提高檢測的精度和準確度，從而確保監(jiān)測質(zhì)量。

[1]民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范GB 50325-2001.2010.

[2]馮勇,王繼紅，蔣銘凱.一種無線室內(nèi)空氣污染物監(jiān)測裝置的研制[J].河南科學(xué),2016,34(05).

[3]于騰,胡曉微.幾種常見室內(nèi)空氣污染物的來源及防治措施[J].綠色科技,2015(06)：204-205.

[4]魏昊,主編.中國實驗室國家認可委員會編.化學(xué)分析中不確定度的評估指南[M].中國計量出版社,2012.

圖2 研判業(yè)務(wù)處理圖

3 工作成效

城西配網(wǎng)搶修指揮業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新探索和研究通過以上措施的實施不僅實現(xiàn)報修工單快速響應(yīng)及搶修效率的有效提升，而且通過優(yōu)化配網(wǎng)搶修應(yīng)急處置流程，縮短了業(yè)務(wù)鏈條，節(jié)省了應(yīng)急啟動和處置時間，提高了工作效率，縮短了配網(wǎng)搶修時間，保障了用戶可靠用電。通過數(shù)據(jù)與去年同期數(shù)據(jù)對比，研判效率和派單及時率指標分別提升24.6%和0.04%，指標明顯提升。

4 結(jié)語

城西配網(wǎng)搶修指揮班組建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)+配網(wǎng)搶修應(yīng)用的模式創(chuàng)新研究，是在把握全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)形勢任務(wù)背景下，系統(tǒng)總結(jié)班組建設(shè)工作規(guī)律，主動運用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維下的一次大膽嘗試和創(chuàng)新，主要依托城西配網(wǎng)全過程管理平臺的信息集成優(yōu)勢，高效、便捷的開展搶修研判業(yè)務(wù)，發(fā)揮調(diào)控中心電網(wǎng)運行、檢修指揮者的優(yōu)勢，快速掌握電網(wǎng)檢修停電狀況。達到合理利用搶修資源，搶修服務(wù)快速響應(yīng)的目的。通過優(yōu)化融合調(diào)控專業(yè)與配電搶修指揮專業(yè)間的應(yīng)急處置流程，建立預(yù)警、業(yè)務(wù)規(guī)范、工單質(zhì)量評價體系，形成一個規(guī)范的、高效的配網(wǎng)調(diào)控及搶修指揮體系。

參考文獻

[1]仝新宇,楊喬川,吳杰,李曉永.電網(wǎng)調(diào)度檢修計劃全流程體系建設(shè)及風(fēng)險防控[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2016,174（5）：02-03.

[2]曾鳴,楊雍琦,李源非,等.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運營模式及關(guān)鍵技術(shù)初探[J].中國電機工程學(xué)報,2016,36（3）：681-691.

任桂田（1982—），男，天津人，本科學(xué)歷，電力工程師，主要從事配網(wǎng)搶修指揮專業(yè)技術(shù)研究。