HJ 57-2017 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 572017 代替 HJ/T 572000 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法 Stationary source emissionDetermination of sulfur dioxide Fixed potential by electrolysis method 2017-11-28 发布 2018-01-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 572017 i 中华人民共和国环境保护部公 告2017 年 第 59 号 为贯彻落实中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范环境监测工作，现批准 水质 松节油的测定 吹扫捕集气相色谱-质谱法 等 10 项标准为国家环境保护标准，并予以发布。标准名称、编号如下：一、水质 松节油的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法（HJ 8662017）；二、环境空气 酞酸酯类的测定 气相色谱-质谱法（HJ 8672017）；三、环境空气 酞酸酯类的测定 高效液相色谱法（HJ 8682017）；四、固定污染源废气 酞酸酯类的测定 气相色谱法（HJ 8692017）；五、固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法（HJ 572017）；六、固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法（HJ 8702017）；七、环境空气 氯气等有毒有害气体的应急监测 比长式检测管法（HJ 8712017）；八、环境空气 氯气等有毒有害气体的应急监测 电化学传感器法（HJ 8722017）；九、土壤 水溶性氟化物和总氟化物的测定 离子选择电极法（HJ 8732017）；十、固体废物 丙烯醛、丙烯腈和乙腈的测定 顶空-气相色谱法（HJ 8742017）。以上标准自2018年1月1日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（ 2000 年 12 月 7 日批准发布的 固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法（HJ/T 572000）废止。特此公告。环境保护部2017 年 11 月 28 日 HJ 572017 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.2 5 干扰和消除.2 6 试剂和材料.2 7 仪器和设备.2 8 采样和测定.3 9 结果计算与表示.4 10 精密度和准确度.5 11 质量保证和质量控制.5 12 注意事项.6 附录 A（资料性附录）一氧化碳干扰试验动态混气矩阵试验法.7 附录 B（资料性附录）监测前、后仪器性能审核结果.11 HJ 572017 iv 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二氧化硫的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定固定污染源废气中二氧化硫的定电位电解法。本标准是对固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法（HJ/T 572000）的修订。本标准中的浓度泛指质量浓度或体积分数。本标准首次发布于 2000 年，原标准起草单位为中国环境监测总站。本次为第 1 次修订。修订的主要内容如下：明确了方法的检出限和测定下限；增加了术语和定义；明确了干扰及消除的要求；补充了试剂和材料、仪器和设备的要求；增加了精密度和准确度的内容；增加了质量保证和质量控制的内容，规定了注意事项。自本标准实施之日起，原标准固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法（HJ/T 572000）废止。本标准的附录 A 和附录 B 为资料性附录。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：中国环境监测总站、扬州市环境监测中心站。本标准验证单位：山东省环境监测中心站、河南省环境监测中心、四川省环境监测总站、天津市环境监测中心、沈阳市环境监测中心站和广西壮族自治区环境监测中心站。本标准环境保护部 2017 年 11 月 28 日批准。本标准自 2018 年 1 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。HJ 572017 1 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法 1 适用范围 本标准规定了测定固定污染源废气中二氧化硫的定电位电解法。本标准适用于固定污染源废气中二氧化硫的测定。本标准的方法检出限为 3 mg/m3，测定下限为 12 mg/m3。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ 75 固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范 HJ 76 固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法 HJ/T 46 定电位电解法二氧化硫测定仪技术条件 HJ/T 373 固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行）HJ/T 397 固定源废气监测技术规范 3 术语和定义 3.1 零气 zero gas 不存在测量组分或小于规定值、其他组分浓度不干扰测量组分结果或产生的测量组分干扰可忽略不计的气体。3.2 校准量程 calibration span 仪器的校准上限，为校准所用标准气体的浓度值（进行多点校准时，为校准所用标准气体的最高质量浓度值），校准量程（以下用 C.S.表示）应小于或等于仪器的满量程。3.3 示值误差 calibration error 标准气体直接导入分析仪的测量结果与标准气体浓度值之间的误差。3.4 系统偏差 system bias 标准气体直接导入分析仪与经采样管导入仪器的测量结果之间的差值，占校准量程的百分比。3.5 零点漂移 zero drift 在测试前、后，测定仪对相同零气测量结果的差值，占校准量程的百分比。3.6 量程漂移 span drift 在测试前、后，测定仪对相同浓度标准气体测量结果的差值，占校准量程的百分比。HJ 572017 2 4 方法原理 抽取样品进入主要由电解槽、电解液和电极（敏感电极、参比电极和对电极）组成的传感器。二氧化硫通过渗透膜扩散到敏感电极表面，在敏感电极上发生氧化反应：2224SO2H OSO4H2e+（1）由此产生极限扩散电流（i）。在规定工作条件下，电子转移数（Z）、法拉第常数（F）、气体扩散面积（S）、扩散系数（D）和扩散层厚度（）均为常数，极限扩散电流（i）的大小与二氧化硫浓度（c）成正比，所以可由极限扩散电流（i）来测定二氧化硫浓度（c）。Z F S Dic=（2）5 干扰和消除 5.1 待测气体中的颗粒物、水分和三氧化硫等易在传感器渗透膜表面凝结并造成传感器损坏，影响测定；应采用滤尘装置、除湿装置、滤雾器等进行滤除，消除影响。5.2 氨、硫化氢、氯化氢、氟化氢、二氧化氮等对样品测定会产生一定干扰，可采用磷酸吸收、乙酸铅棉吸附、气体过滤器滤除等措施减小干扰。5.3 一氧化碳干扰显著，测定样品时须同时测定一氧化碳摩尔分数。一氧化碳摩尔分数不超过50 mol/mol 时，可用本标准测定样品。一氧化碳摩尔分数超过 50 mol/mol 时，二氧化硫测定仪初次使用前，应开展一氧化碳干扰试验（参见附录 A）；在干扰试验确定的二氧化硫摩尔分数最高值和一氧化碳摩尔分数最高值范围内，可用本标准测定样品。6 试剂和材料 6.1 二氧化硫标准气体 市售有证标准气体，不确定度2%。6.2 零气 纯度99.99%的氮气或不干扰测定的清洁空气。7 仪器和设备 7.1 定电位电解法二氧化硫测定仪 7.1.1 组成 定电位电解法二氧化硫测定仪（简称：测定仪或仪器）组成：分析仪（含气体流量计和控制单元、抽气泵、传感器等）、采样管（含滤尘装置、加热及保温装置）、导气管、除湿装置、便携式打印机等。HJ 572017 3 7.1.2 性能要求 a）示值误差：不超过5%（标准气体浓度值100 mol/mol 时，不超过5 mol/mol）；b）系统偏差：不超过5%；c）零点漂移：不超过3%（校准量程200 mol/mol 时，不超过5%）；d）量程漂移：不超过3%（校准量程200 mol/mol 时，不超过5%）；e）具有消除干扰功能；f）具有采样流量显示功能，气体流量计应符合 HJ/T 46 的要求；g）采样管加热及保温温度：120160内可设、可调；h）其他性能应符合 HJ/T 46 的指标要求。7.2 标准气体钢瓶 配可调式减压阀、可调式转子流量计及导气管。7.3 集气袋 用于气袋法校准测定仪。容积 48 L，内衬材料应选用对被测成分影响小的铝塑复合膜、聚四氟乙烯膜等惰性材料。7.4 废气参数测试仪 能够测试废气的含湿量、烟气温度、烟气压力、烟气流速及流量等参数的仪器。7.5 一氧化碳测定装置 能够测定废气中一氧化碳浓度的装置或仪器。8 采样和测定 8.1 采样点和采样频次的确定 按 GB/T 16157、HJ/T 397、HJ/T 373、HJ 75 和 HJ 76 及有关规定，确定采样位置、采样点及频次。8.2 测定仪气密性检查 按仪器使用说明书，正确连接分析仪、采样管、导气管等，达到仪器工作条件后可按 GB/T 16157或 HJ/T 46 检查气密性。若检查不合格，应查漏和维护，直至检查合格。8.3 测定仪校准 8.3.1 零点校准 将零气导入测定仪，校准仪器零点。8.3.2 量程校准 将二氧化硫标准气体通入测定仪进行测定，若示值误差符合 7.1.2 条 a）的要求，测定仪可用；否则，需校准。校准方法如下：a）气袋法：先检查或用气体流量计校准测定仪的采样流量。用标准气体将洁净的集气袋充满后排HJ 572017 4 空，反复 3 次，再充满后备用。按仪器使用说明书中规定的校准步骤进行校准。b）钢瓶法：先检查或用气体流量计校准测定仪的采样流量。将标准气体钢瓶与测定仪采样管连接，打开钢瓶气阀门，调节转子流量计，以测定仪规定的流量，将标准气体导入测定仪。按仪器使用说明书中规定的校准步骤进行校准。8.4 排气参数的测定 按照 GB/T 16157 的规定，测定排气参数。8.5 样品测定 8.5.1 依据相关标准测定废气中一氧化碳浓度，根据测定结果按 5.3 判断是否可使用本标准测定废气中二氧化硫。样品测定过程中，应同步测定和记录废气中一氧化碳浓度分钟数据。8.5.2 将测定仪采样管前端置于排气筒中采样点上，堵严采样孔，使之不漏气。8.5.3 启动抽气泵，以测定仪规定的采样流量取样测定，待测定仪稳定后，按分钟保存测定数据，取连续 515 min 测定数据的平均值，作为一次测量值。8.5.4 一次测量结束后，依照仪器说明书的规定用零气清洗仪器。8.5.5 取得测量结果后，用零气清洗测定仪；待其示值回到零点附近后，关机断电，结束测定。9 结果计算与表示 9.1 结果计算 9.1.1 排气流量的计算 按 GB/T 16157 中的规定，计算标准状态（273.15 K，101.325 kPa）下干排气流量 Qsn（m3/h）。9.1.2 二氧化硫浓度的计算 二氧化硫的浓度结果，应以标准状态下干烟气中的质量浓度表示。如果仪器示值以体积分数表示时，应按下式进行换算：2.86x （3）式中：标准状态下干烟气中二氧化硫的质量浓度，mg/m3；x被测气体中二氧化硫的摩尔分数，mol/mol；2.86二氧化硫摩尔分数换算为标准状态下烟气中质量浓度的系数，g/L。9.1.3 二氧化硫排放速率的计算 G Qsn106 （4）式中：G 二氧化硫排放速率，kg/h；标准状态下干烟气中二氧化硫的质量浓度，mg/m3；Qsn标准状态下干排气流量，m3/h。9.2 结果表示 二氧化硫浓度结果应保留整数位。当浓度高于 100 mg/m3时，保留 3 位有效数字。HJ 572017 5 10 精密度和准确度 10.1 精密度 6 家验证实验室分别对浓度为 58 mg/m3、503 mg/m3和 1 278 mg/m3的二氧化硫标准气体进行测定：实验室内相对标准偏差分别为 02.5%、0.1%0.9%和 0.1%0.9%；实验室间相对标准偏差分别为 4.3%、1.1%和 0.