HJ 1010-2018 环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 10102018 环境空气挥发性有机物气相色谱连续 监测系统技术要求及检测方法 Specifications and test procedures for ambient air quality continuous monitoring system with gas chromatography for volatile organic compounds 2018-12-29 发布 2019-07-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 10102018 i 中华人民共和国生态环境部 公 告 2018 年 第 75 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护生态环境，保障人体健康，规范生态环境监测工作，现批准 环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法 等四项标准为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下。一、环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法（HJ 10102018）；二、环境空气和废气 挥发性有机物组分便携式傅里叶红外监测仪技术要求及检测方法（HJ 10112018）；三、环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法（HJ 10122018）；四、固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法（HJ 10132018）；以上标准自 2019 年 7 月 1 日起实施，由中国环境出版集团出版，标准内容可在生态环境部网站（ 2018 年 12 月 29 日 HJ 10102018 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 系统工作原理与组成.1 5 技术要求.2 6 性能指标.4 7 检测方法.5 附录 A（规范性附录）57 种挥发性有机物组分表.10 附录 B（规范性附录）检测项目及技术要求.11 HJ 10102018 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，保护生态环境，保障人体健康，规范环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统性能和质量，制定本标准。本标准规定了环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统的组成、技术要求、性能指标和检测方法。本标准的附录 A、附录 B 为规范性附录。本标准为首次发布。本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。本标准起草单位：北京市环境保护监测中心、中国环境监测总站、北京大学、上海市环境科学研究院、上海市环境监测中心、江苏省环境监测中心、浙江省环境监测中心、广州市环境保护科学研究院、武汉市环境监测中心。本标准生态环境部 2018 年 12 月 29 日批准。本标准自 2019 年 7 月 1 日起实施。本标准由生态环境部解释。HJ 10102018 1 环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统 技术要求及检测方法 1 适用范围 本标准规定了环境空气中挥发性有机物气相色谱连续监测系统的组成结构、技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于环境空气中挥发性有机物测定的气相色谱连续监测系统的设计、生产和检测。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件中的条款。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 30431 实验室气相色谱仪 GB/T 33864 质谱仪通用规范 HJ 212 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准 HJ 654 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法 3 术语和定义 3.1 参比状态 reference state 指大气温度为 298.15 K，大气压力为 1 013.25 hPa 时的状态。3.2 有效数据率 validated data rate 在一段时间内，监测数据有效的小时数占总运行小时数的百分比。4 系统工作原理与组成 4.1 工作原理 环境空气或标准气体以恒定流速进入采样系统，经低温或捕集阱等方式对挥发性有机物进行富集，通过热解析等方式经气相色谱分离，并由氢火焰离子化检测器（FID）或质谱检测器（MSD）进行检测，得到挥发性有机物各组分的浓度。4.2 系统组成 监测系统由样品采集单元、质控单元、气源单元、分析单元、数据采集和传输单元以及其他辅助设备等组成。HJ 10102018 2 4.2.1 样品采集单元 样品采集单元主要由采样管路、采样泵和流量控制单元组成，用于环境空气挥发性有机物的连续自动采样。样品采集单元的具体要求见 5.4.1。4.2.2 质控单元 质控单元主要由零气、标准气及稀释系统等组成，用于对分析仪器进行校准及日核查。质控单元的具体要求见 5.4.2。4.2.3 气源单元 气源单元主要由气源和管路等组成，用于提供系统运行所需的载气、燃气和助燃气等。气源单元的具体要求见 5.4.3。4.2.4 分析单元 分析单元主要由富集模块、柱温箱、色谱柱、检测器等组成，用于对采集的环境空气中的挥发性有机物组分进行富集和分离，并对挥发性有机物组分进行准确定性和定量。分析单元的具体要求见 5.4.4。4.2.5 数据采集和传输单元 数据采集和传输单元用于采集、处理和存储监测数据，并能按指令传输监测数据和仪器设备工作状态信息。数据采集和传输单元的具体要求见 5.4.5。5 技术要求 5.1 外观要求 5.1.1 外观整洁，表面涂、镀层无明显剥落、擦伤、露底及污垢，零件表面无锈蚀；5.1.2 应具有产品铭牌，其上应标有仪器名称、型号规格、生产单位、出厂编号、制造日期、额定电压和功率等信息；5.1.3 主机面板显示清晰，字符、标识易于识别；5.1.4 所有紧固件无松动，各操作键、按钮使用灵活，功能正常；5.1.5 可拆卸部分应能无障碍地拆装。5.2 工作条件 监测系统在以下环境条件中应能正常工作：环境温度：2030；相对湿度：85%；大气压：8001 060 hPa；供电电压：AC（22022）V 或（38038）V，（501）Hz。5.3 安全要求 5.3.1 绝缘电阻 在环境温度为 2030，相对湿度85%条件下，监测系统电源端子对地或机壳的绝缘电阻不小于 20 M。5.3.2 绝缘强度 在环境温度为 2030，相对湿度85%条件下，监测系统在 1 500 V（有效值）、50 Hz 正弦波实验电压下持续 1 min，不应出现击穿或飞弧现象。5.3.3 电源要求 监测系统应配有稳压电源，以确保供电符合 AC（22022）V 或（38038）V，（501）Hz 的要求。HJ 10102018 3 5.3.4 其他要求 有易燃气体、有毒气体存在的单元和管路的气密性应满足 GB/T 30431，即 0.3 MPa 压强下，30 min压降不大于 0.01 MPa，确保其不会泄漏。仪器的高温加热区应设有防烫伤标识。5.4 功能要求 5.4.1 样品采集单元 5.4.1.1 样品采集单元可采用符合 HJ 654 中要求的采样总管，也可直接采用满足要求的独立管路。采用多支路采样总管时，挥发性有机物的采样支管应位于采样总管的最前部。采样管路应尽量短以减少对目标化合物的吸附。5.4.1.2 采样管路、阀门及连接部件的制作材料，应选用不释放干扰物质且不与目标化合物发生化学反应的材料，如聚四氟乙烯、硼硅酸盐玻璃或不锈钢等。若使用不锈钢材料，需进行惰性化处理。5.4.1.3 采样管路应加装加热装置，加热温度一般控制在 3050，避免采样管路内壁结露。5.4.1.4 应安装孔径5 m 的聚四氟乙烯滤膜，以去除空气中的颗粒物。5.4.1.5 应以稳定流速进行采样，每小时累积采样时间应不少于 30 min。5.4.2 质控单元 监测系统的质控单元用于定期核查和校准。应具有自动核查功能，实现对挥发性有机物组分的定期自动核查，且频次可设置。具备手动和/或自动校准的功能，火焰离子化检测器应采用外标法校准，质谱检测器应采用内标法校准。5.4.3 气源单元 根据监测系统使用需要，配备高纯氮气、氦气、氢气、空气等气源。气源进入分析单元前需加装除烃装置。气密性要求满足 5.3.4。5.4.4 分析单元 5.4.4.1 富集模块对待测挥发性有机物组分进行富集浓缩，同时在线去除水、CO2等干扰，并能实现快速热解析。5.4.4.2 气相色谱能实现目标化合物的有效分离。5.4.4.3 检测器对目标化合物响应良好、稳定，符合 GB/T 30431 和 GB/T 33864 要求。如配备氢火焰离子化检测器应能判断检测器工作状态，并具有熄火自动点火功能。如配备质谱检测器，应具有全扫描/选择离子扫描、自动/手动调谐、谱库检索等功能。5.4.4.4 具有参考分析方法并可编辑。5.4.4.5 具有记录工作过程中流量、温度、压力、色谱图及测量浓度等数据的功能，能自动识别色谱峰，峰高和峰面积可自动批量计算。5.4.5 数据采集和传输单元 5.4.5.1 具有中文界面数据采集和传输软件。5.4.5.2 对监测数据实时采集、存储、计算，能输出 1 h 时间分辨率的数据。输出结果应能设置为标准状态下的浓度或参比状态下的浓度并能够进行两种状态的切换；具有质量浓度和体积浓度单位切换功能，质量浓度单位为 g/m3，体积浓度单位为 nmol/mol。最小显示单位 0.01 g/m3或 0.01 nmol/mol。5.4.5.3 具有网络接入功能，能定时传输数据和图表。传输协议应符合 HJ 212 的要求。5.4.5.4 能够实时显示各目标化合物监测数据和工作状态参数等，可设置条件查询和显示历史数据。5.4.5.5 能够记录存储半年以上的数据，具有历史数据查询、导出功能。停电后，能自动保存数据。5.4.6 其他要求 5.4.6.1 具有显示和设置系统时间的功能。5.4.6.2 监测系统正常状态下停机后再次启动，达到技术指标要求所需的时间在 6 h 以内。HJ 10102018 4 6 性能指标 6.1 测量范围 测定组分应至少包括 57 种挥发性有机物，57 种组分见附录 A。各组分浓度最高量程不低于50 nmol/mol。6.2 标准曲线 目标化合物的标准曲线相关系数0.98。使用标准曲线计算最低点浓度，其测量平均值与标准值的相对误差15%。6.3 零点噪声 各组分仪器零点噪声0.05 nmol/mol。6.4 方法检出限 90%组分（至少包括乙烷和乙烯）的方法检出限0.1 nmol/mol。6.5 准确度 各组分准确度：10%。6.6 精密度 各组分精密度10%。6.7 分离度 环戊烷和异戊烷的分离度、2,3-二甲基戊烷和 2-甲基己烷的分离度及邻-二甲苯和苯乙烯的分离度达到 1.0 以上。6.8 24 h 浓度漂移 10 nmol/mol 的 24 h 浓度漂移不超过1 nmol/mol。6.9 长时间浓度漂移、保留时间漂移 连续运行 30 d，氢火焰离子检测器检测组分的浓度漂移15%；质谱检测器检测组分的浓度漂移30%；保留时间漂移0.5 min。6.10 有效数据率 监测仪器连续运行 30 d，有效数据率80%。6.11 仪器平行性 各组分的仪器平行性20%。6.12 时钟误差 仪器正常工作状态下测试 6 h，时钟误差20 s。HJ 10102018 5 仪器工控机断电总计 3 次（各次断电的持续时间分别为 20 s、2 min 和 20 min，且在每次断电之间应保证不少于 10 min 正常电力供应），测试 6 h，时钟误差 2 min 以内。6.13 系统残留 90%组分的系统残留浓度0.1 nmol/mol。7 检测方法 7.1 一般要求 7.1.1 抽取至少 2 套同型号仪器在指定的实验室场地同时进行检测，并对每套仪器的检测结果进行评价。7.1.2 每种型号仪器测试时选择默认的运行方法，此方法满足 5.4.1.5 和 5.4.5.2 的要求。7.1.3 如果因供电问题造成测试中断，在供电恢复正常后，继续进行检测，已经完成的测试指标和数据有效。7.1.4 如果因仪器故障造成测试中断，在仪器恢复正常后，重新开始检测；检测期间，每