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泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測技術(shù)導(dǎo)則
泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物檢測技術(shù)導(dǎo)則
1 適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了源自設(shè)備泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的檢測技術(shù)要求。規(guī)定了對(duì)設(shè)備泄漏和敞開液面等無組織排放源的 VOCs 的檢測方法、儀器設(shè)備要求、質(zhì)量保證與控制等。本導(dǎo)則不適用直接測定泄漏和敞開液面排放源的 VOCs 質(zhì)量排放速率。
2. 術(shù)語和定義
2.1泄漏源 leak sources
指內(nèi)部含 VOCs 物料且可能泄漏排放的各種設(shè)備和管線，包括閥門、法蘭及其他連接件、泵、壓縮機(jī)、泄壓裝置、開口閥或開口管線、取樣連接系統(tǒng)、泵和壓縮機(jī)密封系統(tǒng)排氣口、儲(chǔ)罐呼吸口、檢修口密封處等。
2.2開口閥 open-ended valve
指閥座一側(cè)接觸有機(jī)氣體或揮發(fā)性有機(jī)液體，另一側(cè)接觸大氣的閥門，但不包括卸壓裝置。
2.3敞開液面源 Uncovered Liquid Surface
指含有 VOCs 的生產(chǎn)物料的集輸、儲(chǔ)存設(shè)備的敞開液面及生產(chǎn)工藝廢水、廢液的集輸、儲(chǔ)存以及凈化處理裝置的敞開液面的無組織排放源。
2.4泄漏控制濃度 leak definition concentration
指在相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)中規(guī)定的，在泄漏源表面或敞開液面測得的，表示有 VOCs 泄漏存在，需采取措施進(jìn)行控制的濃度限值（基于經(jīng)參考化合物校準(zhǔn)的儀器的測定讀數(shù)）。
2.5未檢出排放 no detectable emission
指在待測源表面測得的 VOCs 濃度，扣除本底后，低于標(biāo)準(zhǔn)濃度限值的 2.5％時(shí)，定義為未檢出排放。
2.6參考化合物 reference compound
本導(dǎo)則中的參考化合物是指相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)中的，作為測定泄漏儀器的校準(zhǔn)基準(zhǔn)的VOCs 化合物。如某個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)中的某個(gè)排放源以甲烷為參考化合物，標(biāo)準(zhǔn)濃度限值為“500×10-6mol/mol”。
2.7校準(zhǔn)氣體 calibration gas
指校準(zhǔn)時(shí)用于將儀器讀數(shù)調(diào)節(jié)至已知濃度的 VOCs 化合物。校準(zhǔn)氣體通常是接近相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)濃度限值的參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體。
2.8響應(yīng)系數(shù) response factor
是指已知濃度的 VOCs 化合物的濃度值，與經(jīng)相同濃度值的參考化合物校準(zhǔn)的儀器讀數(shù)的比值。
2.9響應(yīng)時(shí)間 response time
指儀器測定 VOCs 濃度時(shí)，從儀器讀數(shù)開始變化到儀器zui終顯示穩(wěn)定讀數(shù)的 90％濃度顯示所需要的時(shí)間。
2.10零氣 zero gas
指 VOCs 含量小于 10×10-6mol/mol（以甲烷計(jì)）的潔凈空氣。
2.11參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體 reference compound standard gas
指平衡氣體為高純空氣、濃度在相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)濃度限值附近、相對(duì)擴(kuò)展不確定度 2％（k=2）的參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體。
2.12非參考化合物氣體 non-reference compound gas
指參考化合物以外的化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體，用于測定非參考化合物和參考化合物在檢測儀器上的響應(yīng)比值，在測定該種非參考化合物氣體樣品時(shí)可用測得的比值將儀器響應(yīng)值轉(zhuǎn)化為該種非參考化合物的實(shí)際濃度值。
3. 儀器和設(shè)備
3.1 便攜式檢測儀器
使用前應(yīng)核查或?qū)嶒?yàn)，確保其檢測器對(duì)待測排放源所排放的主要 VOCs 組分有響應(yīng)。儀器檢測器類型包括火焰離子化檢測器、光離子化檢測器和紅外吸收檢測器等，也可以是其它類型的檢測器。儀器的量程應(yīng)能滿足相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)濃度限值的測定要求；且其分辨率應(yīng)保證在排放標(biāo)準(zhǔn)中泄漏控制濃度或標(biāo)準(zhǔn)濃度限值的±2.5％范圍內(nèi)可讀。
配置能提供持續(xù)流量的電動(dòng)采樣泵。在安裝用于保護(hù)儀器的玻璃棉塞或過濾器的采樣探頭的頂端測得的采樣流量應(yīng)在（0.10～3.0)L/min 范圍內(nèi)。
配置采樣探頭，采樣探頭前端的外徑應(yīng)保證能進(jìn)入各類設(shè)備狹小縫隙進(jìn)行檢測，一般不超過7mm。
3.1.5 儀器必須具有防爆安全性并通過防爆安全檢驗(yàn)認(rèn)證。
3.2 儀器性能評(píng)估
按儀器說明書中的啟動(dòng)和初始調(diào)節(jié)要求正確安裝并啟動(dòng)儀器。
3.2.1 響應(yīng)系數(shù)確定
在儀器使用之前應(yīng)確定被測排放源排放的各種 VOCs 的響應(yīng)系數(shù)。響應(yīng)系數(shù)可以直接測定，也可以通過參考資料獲取，儀器的響應(yīng)系數(shù)確定后不必重復(fù)測定。響應(yīng)系數(shù)的確定可保證儀器對(duì)所需檢測的 VOCs 都有足夠的響應(yīng)。在已知排放源排放的是單一的 VOC 時(shí)，可以通過該化合物的響應(yīng)系數(shù)將檢測值轉(zhuǎn)換成該化合物的濃度。
先使用校準(zhǔn)參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，然后將與校準(zhǔn)參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值相同的目標(biāo)化合物的校準(zhǔn)氣體通入儀器，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定后記錄，zui后將零氣通入儀器，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定后記錄。重復(fù)以上步驟 3 次，共獲得 3 組標(biāo)氣測值和零氣測值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值與儀器讀數(shù)的比值，取平均值作為該化合物對(duì)參考化合物的響應(yīng)系數(shù)。除非有特別的規(guī)定，對(duì)每一種 VOC，儀器響應(yīng)系數(shù)應(yīng)小于 10。當(dāng)對(duì)于某種化合物沒有任何儀器能達(dá)到這一要求時(shí)，須選擇其它化合物作參考化合物，并測定該化合物對(duì)新參考化合物的響應(yīng)系數(shù)，直到測得每個(gè)目標(biāo)化合物的響應(yīng)系數(shù)都小于 10。可以直接引用已發(fā)表的或儀器說明書提供的，由相同儀器測定得到的各 VOCs 對(duì)某種參考化合物的響應(yīng)系數(shù)，引用時(shí)必須說明其來源。
3.2.2 儀器示值相對(duì)誤差
儀器使用前必須完成儀器示值相對(duì)誤差的測定。
3.2.2.1 反復(fù) 3 次測定零氣和同一濃度的校準(zhǔn)參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體，按以下公式中計(jì)算儀器示值相對(duì)誤差。
D = C i - Cs ´100 %
Cs
式中： D ——儀器示值相對(duì)誤差，%；
C i——儀器 i 次測量的示值平均值，μmol/mol；
s——校準(zhǔn)參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值，μmol/mol。儀器示值相對(duì)誤差應(yīng)小于 10％。
3.2.3 響應(yīng)時(shí)間
儀器使用前應(yīng)進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間測試。如果儀器的采樣泵或采樣流量調(diào)整而導(dǎo)致儀器響應(yīng)時(shí)間發(fā)生變化，則在使用前必須重新測定響應(yīng)時(shí)間。
從采樣探頭口通入零氣，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定后迅速切換通入校準(zhǔn)氣體，記錄儀器達(dá)到zui終穩(wěn)定顯示讀數(shù)的 90％所需要的時(shí)間。按此步驟重復(fù) 3 次，取平均值作為該儀器的響應(yīng)時(shí)間。
儀器響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不超過 30 s。測定響應(yīng)時(shí)間時(shí)，采樣泵、稀釋探頭（如果有）、采樣探頭和過濾裝置都應(yīng)安裝到位。
3.3 風(fēng)向風(fēng)速儀
風(fēng)速分辨率≤0.1 m/s，風(fēng)向分辨率≤3°，啟動(dòng)風(fēng)速≤0.5 m/s 的風(fēng)速風(fēng)向儀。
4.檢測技術(shù)要求
儀器校準(zhǔn)
在儀器預(yù)熱和零氣校準(zhǔn)后，向儀器采樣探頭通入校準(zhǔn)參考化合物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待儀器讀數(shù)穩(wěn)定后按標(biāo)準(zhǔn)值來調(diào)節(jié)儀器讀數(shù)。如果儀器讀數(shù)無法調(diào)整到合適的濃度值，表明儀器有故障，在使用前應(yīng)予以排除。校準(zhǔn)可以是單點(diǎn)濃度校準(zhǔn)，單點(diǎn)濃度值應(yīng)接近標(biāo)準(zhǔn)濃度限值；也可以進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)濃度限值應(yīng)在校準(zhǔn)濃度的范圍之內(nèi)。
4.2 采樣檢測
4.2.1 泄漏源檢測
將采樣探頭放置于可能發(fā)生泄漏排放的設(shè)備或裝置的相關(guān)部位，并沿其外圍以小于 10cm/s 的速度移動(dòng)，同時(shí)關(guān)注儀器讀數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)讀數(shù)上升，放慢采樣探頭移動(dòng)速度直至測得zui大讀數(shù)，并在zui大讀數(shù)處停住，停留時(shí)間約為儀器響應(yīng)時(shí)間的 2 倍，記錄zui大讀數(shù)。泄漏源的采樣檢測規(guī)定如下。
4.2.1.1 閥門
閥門zui可能發(fā)生泄漏的地方是閥桿和閥體的密封墊。將采樣探頭置于閥桿填料函壓蓋處，沿其界面周圍移動(dòng)進(jìn)行采樣，然后將采樣探頭置于填料函壓蓋下的法蘭連接部位，在其外圍移動(dòng)進(jìn)行采樣。對(duì)閥體可能發(fā)生泄漏的其它連接處界面也應(yīng)進(jìn)行檢測。
4.2.1.2 法蘭及其他連接件
將采樣探頭置于法蘭墊圈處，沿其外圍移動(dòng)進(jìn)行采樣。其它類型的非*性連接（如螺紋連接）也采用同樣的方法進(jìn)行采樣。
4.2.1.3 泵和壓縮機(jī)
在泵或壓縮機(jī)的軸桿和密封界面來回移動(dòng)進(jìn)行采樣。如果是旋轉(zhuǎn)軸，采樣探頭放置在離軸桿密封界面 1cm 內(nèi)進(jìn)行檢測。如果由于其構(gòu)造的外形原因而無法完整地對(duì)閥桿周圍進(jìn)行采樣，則應(yīng)對(duì)所有可以采樣的部位進(jìn)行檢測。對(duì)可能發(fā)生泄漏的泵或壓縮機(jī)的所有連接處表面都應(yīng)進(jìn)行檢測。
4.2.1.4 泄壓裝置
多數(shù)泄壓裝置因其構(gòu)造原因，無法在其密封座連接界面處進(jìn)行采樣，對(duì)那些接有套管或喇叭口的泄壓裝置，將采樣探頭置于排氣區(qū)域的*位置進(jìn)行采樣檢測。
4.2.1.5 開口閥或開口管線
將采樣探頭置于其開口處與空氣接觸區(qū)域的中心部位采樣檢測。
4.2.1.6 泵和壓縮機(jī)密封系統(tǒng)排氣口和儲(chǔ)罐呼吸口
將采樣探頭置于其開口處與空氣接觸區(qū)域的中心部位進(jìn)行采樣檢測。
4.2.1.7 檢修口密封處
將采樣探頭置于檢修口密封圈表面來回移動(dòng)進(jìn)行采樣檢測。4.2.1.8 加蓋的物料集輸、儲(chǔ)存以及廢水集輸、儲(chǔ)存和凈化處理設(shè)施將采樣探頭置于密封蓋子邊緣表面來回移動(dòng)進(jìn)行采樣檢測。
4.2.2 敞開液面源
對(duì)于無蓋敞開的物料集輸、儲(chǔ)存設(shè)備以及廢水收集、儲(chǔ)存和凈化處理設(shè)施的敞開液面，選擇均勻分布的 4 個(gè)采樣測試點(diǎn)，圓形設(shè)施測試點(diǎn)按周邊 90°間隔均勻分布，矩形設(shè)施測試點(diǎn)設(shè)在 4 條邊的中心，檢測儀器采樣探頭頂端距離池壁 300mm，距液面 100mm。實(shí)施檢測時(shí)，用風(fēng)速儀測定記錄距離池面高度 500mm 處的風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速小于 1.5m/s 時(shí)，逸散排放相對(duì)穩(wěn)定的情況下，使用檢測儀器對(duì)各采樣點(diǎn)進(jìn)行檢測。按確定的采樣點(diǎn)位置順序檢測 3 個(gè)輪次。儀器在采樣點(diǎn)先停留 0.5min，排空置換采樣探頭道內(nèi)原有的氣體后開始檢測。每個(gè)點(diǎn)位檢測時(shí)間 3min，記錄 3min 內(nèi)儀器zui大讀數(shù)，作為該次檢測的報(bào)告值，并以各點(diǎn)位中測得的zui大值為該排放源的報(bào)告值。
4.2.3 未檢出排放
4.2.3.1 環(huán)境本底檢測
分別在排放源附近不受干擾的（如附近有干擾存在，可以在距離排放源更近的地方采樣測定，但采樣探頭與排放源的距離應(yīng)大于 25cm）的上風(fēng)向和下風(fēng)向緩慢地移動(dòng)采樣探頭，對(duì)排放源周圍空氣中的 VOCs 濃度進(jìn)行檢測，記錄在上風(fēng)向±45°內(nèi)測得的zui高值作為環(huán)境本底值。
4.2.3.2 未檢出排放的確定
按 4.2.1 和 4.2.2 中所述的方法將探頭移動(dòng)到排放源表面進(jìn)行測定。以泄漏源表面檢測值或敞開液面檢測值和環(huán)境本底值兩者的濃度差值確定是否屬于未檢出排放，并進(jìn)行記錄和報(bào)告。對(duì)于泵或壓縮機(jī)密封，應(yīng)測定軸桿密封上風(fēng)向區(qū)域環(huán)境空氣中 VOCs 的濃度并確定未檢出排放是否存在。對(duì)于排氣口、儲(chǔ)罐呼吸口和泄壓閥的密封系統(tǒng)，應(yīng)觀察是否有管道將這類排放源連接到污染治理設(shè)施，以及污染治理設(shè)施的上游管道是否存在連接口或其它的可能產(chǎn)生泄漏的排放源。當(dāng)連接到污染治理裝置，并且連接到污染治理裝置的管道上沒有可能泄漏的排放點(diǎn)，則假定沒有能檢測到的排放存在；如果管道上有泄漏可能發(fā)生的排放點(diǎn)，那么應(yīng)進(jìn)行本底和待測源的采樣檢測，確定未檢出排放是否存在。
其它設(shè)備泄漏檢測程序
4.2.4.1 使用紅外熱成像儀、傅里葉紅外成像光譜儀、泄漏超聲探測儀等輔助檢測方法
在現(xiàn)場條件符合所用儀器的測試要求，沒有干擾，光學(xué)法成像類儀器對(duì)待測排放源排放的 VOCs有響應(yīng)的前提下，使用紅外熱成像儀、傅里葉紅外成像光譜儀、泄漏超聲探測儀等探測掃描待測設(shè)備區(qū)域，可快速定位可能的泄漏排放。這類方法可用于幫助查找檢測人員無法達(dá)到的較高位置的泄漏排放源。檢測人員借助加長采樣探頭可達(dá)到的待測源在使用上述輔助檢測方法后，仍需按 4.2.1 或 4.2.2中的要求進(jìn)行檢測。
4.2.4.2 在可能發(fā)生泄漏設(shè)備連接處噴灑肥皂溶液產(chǎn)生泡沫的方法這種方法適用于沒有連續(xù)運(yùn)動(dòng)的部件、設(shè)備表面溫度不高于溶液沸點(diǎn)或不低于溶液凝固點(diǎn)、沒有導(dǎo)致無法產(chǎn)生肥皂泡的過大的與空氣接觸開放區(qū)域和沒有液體泄漏的顯著痕跡的情況下。如果不能滿足以上適用條件，應(yīng)按 4.2.1 或 4.2.2 中的要求進(jìn)行檢測。
- 向所有可能的泄漏點(diǎn)噴灑肥皂溶液
可以使用泄漏檢測肥皂溶液或使用一定濃度的洗滌劑和水配制的溶液。使用壓力噴灑器或擠壓瓶來噴灑溶液。觀察可能的泄漏點(diǎn)是否有皂泡形成。如果沒有皂泡出現(xiàn)，則可假設(shè)沒有排放或泄漏；如果有皂泡出現(xiàn)，應(yīng)按 4.2.1 或 4.2.2 中的要求進(jìn)行檢測。
4.3 記錄和報(bào)告要求
檢測現(xiàn)場環(huán)境條件、相關(guān)氣象條件、儀器設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果、示值相對(duì)誤差結(jié)果等應(yīng)規(guī)范記錄，并與檢測結(jié)果一起作為檢測報(bào)告的內(nèi)容。
5.安全防護(hù)要求
設(shè)備泄漏和敞開液面排放檢測現(xiàn)場工作環(huán)境中可能存在有毒有害物質(zhì)，檢測人員應(yīng)做好必要的安
全防護(hù)工作。檢測前對(duì)檢測場所的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估預(yù)判；正確使用各類個(gè)人勞動(dòng)保護(hù)用品；檢測人員盡量在疑似泄漏源的上風(fēng)向進(jìn)行檢測；檢測較高位置的排放源時(shí)，采用加長的采樣探頭，加長的采樣探頭無法到達(dá)的排放源原則上不進(jìn)行檢測。
6. 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制
- 儀器投入使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)步驟參見 4.1。
- 儀器投入使用前必須完成儀器示值相對(duì)誤差的測定，測得的儀器示值相對(duì)誤差必須小于 10％，儀器才能投入使用。儀器示值相對(duì)誤差測定和校準(zhǔn)步驟參見 3.2.2 和 4.1。
- 檢測時(shí)采樣探頭在待測設(shè)備或裝置的相關(guān)部位外圍移動(dòng)速度不能過快，避免漏檢zui高濃度點(diǎn)。前一個(gè)待測源檢測結(jié)束后轉(zhuǎn)移到下一個(gè)待測源檢測開始前，應(yīng)確認(rèn)儀器恢復(fù)到正常待測狀態(tài)。