工业废气检测：守护环境的关键防线

一、检测项目

1. 颗粒物
   • 总悬浮颗粒物（TSP）：能长时间悬浮于空气中，粒径多在 100 微米以下。在水泥生产过程中，原料开采、破碎、研磨及成品包装等环节，大量粉尘会逸散到空气中，形成 TSP。这些细小颗粒可通过呼吸进入人体，沉积在呼吸道和肺部，引发咳嗽、气喘等呼吸道疾病，长期积累还可能导致肺部纤维化等严重病症。
   • 可吸入颗粒物（PM10）：指空气动力学当量直径≤10 微米的颗粒物，能深入人体呼吸道，抵达支气管和肺泡。建筑施工场地的扬尘、道路车辆行驶扬起的灰尘是其主要来源。PM10 表面常吸附有重金属、微生物等有害物质，一旦被人体吸入，会增加呼吸道感染、心血管疾病的发病风险。
   • 细颗粒物（PM2.5）：粒径小于等于 2.5 微米，富含大量有毒有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远。以煤炭为燃料的火力发电厂，燃烧过程中会产生大量 PM2.5。它能直接进入肺泡并沉积，还可通过血液循环进入人体其他器官，对人体健康造成*大危害，如引发肺癌、心脏病等。
2. 无机气态污染物
   • 二氧化硫（SO₂）：在有色金属冶炼中，如铜、铅、锌等矿石的冶炼，矿石中的硫元素在高温氧化过程中会转化为 SO₂。它具有刺激性气味，易溶于水，在大气中可被氧化为三氧化硫，进而与水反应生成硫酸，是形成酸雨的主要原因之一。酸雨会酸化土壤、水体，破坏生态平衡，腐蚀建筑物和文物古迹。
   • 氮氧化物（NOₓ）：在化工行业的硝酸生产过程中，由于高温高压的反应条件，氮元素与氧元素会结合生成 NOₓ。NOₓ中的二氧化氮呈红棕色，有强烈刺激性气味，是光化学烟雾的主要引发物之一。光化学烟雾会刺激人的眼睛和呼吸道，造成呼吸困难、视力下降等症状，还会降低大气能见度，影响交通安全。
   • 一氧化碳（CO）：在钢铁厂的高炉炼铁过程中，若焦炭燃烧不充分，就会产生大量 CO。它是一种无色无味的气体，与人体血红蛋白的亲和力比氧气高 200 - 300 倍，一旦吸入，会迅速与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，阻碍氧气的输送，导致人体组织器官缺氧，严重时可致人昏迷甚至死亡。
3. 有机气态污染物
   • 挥发性有机物（VOCs）：在石油化工行业，原油加工、有机合成等过程会排放大量 VOCs，成分复杂，包括苯、甲苯、二甲苯等。这些物质具有较强的挥发性，气味刺鼻。以苯为例，它是一种致癌物质，长期接触低浓度苯会引起慢性中毒，损害造血系统和神经系统，导致白细胞、血小板减少，甚至引发白血病。
   • 甲醛：在人造板材制造过程中，由于使用大量含甲醛的胶粘剂，会释放出甲醛气体。甲醛是一种无色有刺激性气味的气体，对人体黏膜有强烈刺激作用，可引起眼睛流泪、喉咙疼痛、咳嗽等症状。长期处于甲醛超标的环境中，还会增加患鼻咽癌、鼻窦癌等疾病的风险。

二、检测方法

1. 现场快速检测法
   • 便携式气体检测仪：利用不同气体传感器对特定气体的选择性响应原理工作。例如，检测一氧化碳时，采用电化学传感器，当一氧化碳气体接触到传感器表面的电*时，会发生电化学反应，产生与一氧化碳浓度成正比的电信号，通过仪器内部的电路转换和计算，*终在显示屏上显示出一氧化碳的实时浓度。这种检测仪操作简便，可快速获取检测结果，适用于对工业废气排放口的日常巡检和应急监测。
   • 检测管法：检测管内填充有对特定污染物具有特效反应的化学试剂。当一定体积的废气通过检测管时，污染物与试剂发生化学反应，使检测管内的试剂颜色发生变化。根据颜色变化的程度，对照标准比色卡，即可快速确定污染物的大致浓度范围。如检测硫化氢气体时，硫化氢与检测管内的醋酸铅试剂反应，生成黑色硫化铅，通过颜色深浅判断硫化氢浓度。该方法成本低、操作简单，但检测精度相对有限。
2. 实验室分析方法
   • 重量法：在采集颗粒物样品时，使用经过恒重处理的玻璃纤维滤膜或石英纤维滤膜。通过采样器以一定流量抽取废气，使颗粒物被捕集在滤膜上。采样结束后，将滤膜在恒温恒湿条件下再次恒重，根据滤膜采样前后的质量差，以及采样体积，计算出颗粒物的浓度。此方法是颗粒物浓度检测的经典方法，结果准确可靠，但操作过程较为繁琐，耗时较长。
   • 分光光度法：以检测废气中的六价铬为例，采用二苯碳酰二肼分光光度法。将采集的废气样品通过处理后，使其中的六价铬与二苯碳酰二肼在酸性条件下反应，生成紫红色络合物。该络合物在特定波长（540nm）处有*大吸收峰，通过分光光度计测定其吸光度，根据标准曲线法计算出六价铬的浓度。分光光度法具有灵敏度高、操作简便等优点，广泛应用于多种无机污染物的检测。
   • 气相色谱法（GC）：分析废气中的挥发性有机物时，**将采集的气体样品通过吸附管进行富集，然后利用热解吸装置将吸附的有机物解吸出来，注入气相色谱仪。在气相色谱仪中，载气携带样品通过装有固定相的色谱柱，由于不同有机物在固定相和载气之间的分配系数不同，从而在色谱柱中实现分离。分离后的各组分依次进入检测器，如氢火焰离子化检测器（FID），产生电信号，通过数据处理系统记录色谱图，根据保留时间定性，峰面积或峰高定量。气相色谱法对复杂有机混合物的分离分析具有强大优势，灵敏度高、分离度好。
   • 高效液相色谱法（HPLC）：对于一些不易挥发、热稳定性差的有机污染物，如多环芳烃类物质，采用高效液相色谱法检测。样品经过预处理后，由高压输液泵将流动相（通常为有机溶剂和水的混合溶液）输送到装有固定相的色谱柱中，样品中的各组分在固定相和流动相之间进行反复分配，从而实现分离。分离后的组分进入检测器，如紫外检测器（UV）或荧光检测器（FLD），根据检测信号的强度进行定量分析。高效液相色谱法能够准确分析这类有机污染物的含量，为环境监测提供重要数据支持。

三、检测流程

1. 采样准备
   • 确定采样点：依据工业废气排放源的分布、生产工艺特点以及周边环境状况确定采样点。对于有组织排放源，如烟囱，在烟道内气流稳定的位置设置采样点，一般在距离弯头、阀门等变径部件下游方向大于 6 倍直径，上游方向大于 3 倍直径处。对于无组织排放源，如开放式车间，在厂界周边、下风向敏感点等位置设置采样点，以全面捕捉废气的排放情况。
   • 选择采样设备：根据检测项目选择合适的采样设备。采集颗粒物使用带有采样头和滤膜的采样器，如中流量颗粒物采样器；采集气态污染物根据其性质选择不同的吸收瓶或吸附管，如采集二氧化硫用多孔玻板吸收瓶，采集挥发性有机物用 Tenax 吸附管。同时，对采样设备进行校准，确保其流量、时间等参数准确无误，如使用皂膜流量计对采样器的流量进行校准。
2. 样品采集
   • 时间和流量控制：对于连续稳定排放的废气源，根据相关标准规定的采样时间进行采集，如采集二氧化硫，一般采样时间不少于 45 分钟。对于间歇性排放的废气源，需增加采样频次，确保采集到具有代表性的样品。采样流量根据采样设备和检测项目要求进行设定，如采集颗粒物时，中流量采样器的流量通常设定为 100L/min 左右，保证采集的样品能够满足后续分析需求。
   • 记录采样信息：详细记录采样过程中的各种信息，包括采样日期、时间、地点、采样点编号、采样流量、采样时间、废气温度、压力等。同时，对采样现场的生产工况、设备运行情况进行记录，如工厂的生产负荷、废气处理设施的运行状态等，这些信息对于准确分析检测结果至关重要。
3. 样品保存与运输
   • 样品保存：采集后的样品若不能及时分析，需采取适当的保存措施。对于采集颗粒物的滤膜，应保存在干燥器中，防止受潮；对于采集气态污染物的吸收液或吸附管，需密封保存，避免挥发和污染。一般情况下，样品应在规定的时间内送达实验室进行分析，如挥发性有机物样品需在 24 小时内分析。
   • 样品运输：采用专门的样品运输箱，确保样品在运输过程中的安全。运输箱内应放置缓冲材料，防止样品受到碰撞和损坏。对于对温度、光照等条件敏感的样品，要采取相应的保护措施，如使用冷藏箱运输需低温保存的样品，用避光材料包裹对光敏感的样品。
4. 实验室分析
   • 样品前处理：根据检测项目和分析方法的要求，对样品进行前处理。如采集的颗粒物样品，需将滤膜进行消解处理，使颗粒物中的元素转化为可溶状态，以便后续使用原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等仪器进行分析。对于采集的有机污染物样品，可能需要进行萃取、浓缩等操作，提高检测灵敏度。
   • 仪器分析：使用经过校准和质量控制的分析仪器对样品进行检测。在分析过程中，严格按照操作规程进行操作，确保仪器的稳定性和准确性。同时，插入标准物质和空白样品进行同步分析，监控分析过程的质量，如每分析 10 个样品插入一个标准物质样品，确保检测结果的可靠性。
5. 数据处理与报告编制
   • 数据处理：对分析仪器测得的数据进行处理，剔除异常值，根据标准曲线计算样品中污染物的浓度。计算过程中要考虑采样体积、稀释倍数等因素，确保数据的准确性。同时，对检测数据进行统计分析，如计算平均值、标准差等，评估数据的离散程度。
   • 报告编制：根据检测结果编制检测报告，报告内容应包括委托单位信息、检测项目、检测方法、采样时间、地点、检测结果、评价标准、结论等。报告格式要规范，数据要准确，结论要清晰明确，为委托方提供具有参考价值的检测报告，以便其了解工业废气排放情况，采取相应的污染治理措施。