EPAMethod202中文版

1、排放管道中可凝结性微粒检测方法 方法概要 以本署公告检测方法(如NIEAA2收集排放管道内可过滤性微粒 (Fi Iterable PaltiCI I late Matter, FPM,以下简称 FPM)后，再以冲击瓶组 与滤纸收集排放管道中可凝结性微粒(COnde I I Sable PaltiCI I late Matter, CPM,以下简称CPM)O样品采集后立即用氮气吹拂冲击瓶与滤纸Z内容 物以 去除溶解性二氧化硫等气体，再用水和己烷分别萃取采样管、冲击瓶与滤 纸中无机与有机Z CPM；而相关样品携回实验室再经由干燥与称重，其总 量即为CPMO 二、适用范围 本方法说明检测CPM所需的

2、设备和采样分析方法，其仅适用于固定污 染排放源。量测时机是在排放气体自管道抽出并经滤纸过滤之后，如果 排 放气体被过滤时的温度(GaS Fi ItlatiOn Te I nPerat I Ue)超过 30 C (85 F) 时，原生性微粒(Pri IHaly PaltiCI I late Matter)的总量必须是FPM与CPM方 法 量测结果的加总。而当气体过滤温度低于30。C (85F) R寸，贝lFPM采样 的结果即可代表原生性微粒的总量。 当排放管道中含有水滴(drop I et)时，本方法应结合NIEAA212方法， 且采样温度应足够使经过采样管的水滴变成气态(VaPO IOIIS)

3、o 三、干扰 略。 四设备与材料 ()FPM采样设备可参考本署公告检测方法NIEA A212, CPM设备 如下 所述： 1. 采样延伸管与内衬：连接冷凝管与FPM微粒过滤器之间的设备, 内衬应为玻璃或铁氟龙材质，并应维持管内温度于120 134 C 间。 2. 冷凝管：详细规格参考本署公告检测方法NIEAA807四、7屮 所述。 3. 冲击瓶：冲击瓶组参考本署公告检测方法NIEAA807四、(-)10中 所述，在冷凝管后方需先安装一短头式水凝结冲击瓶(WateT diop 0IIt in i pi l l ge l , 简称D瓶),并后方再连接一Greenbmg - Snl ith修正冲击瓶

4、，此瓶为后置(backup)冲击瓶(其吸收管末 端 第1頁，共22頁 为内径1.3公分距冲击瓶底部1.3公分之玻璃管，简称B瓶）。 最后再接水气捕捉瓶（IllOiStme traps,简称M瓶）及硅胶捕捉 瓶（SiliCa geI traps,简称 S 瓶）。 4. 可凝结性微粒滤纸固定器（CPMFi IteTHolde i ）:材质可为玻璃、 不锈钢（316或同级材质）或被覆铁氟龙材质之不锈钢。可采用 市售滤纸固定器，包含可装载47毫米（mm）或更大的滤纸，市售 滤纸固定器包含铁氣龙材质密封垫圈、可装载滤纸的不锈钢、陶 瓷或铁氟龙材质之滤纸支撑体、及另一侧铁氟龙材质密封垫圈。 5. 热电偶：

5、连接可凝结性微粒滤纸出口端，与气体接触部分材质须 为被覆铁氟龙或不锈钢。 6. 长杆冲击瓶内管：当进行采样管线氮气净化时，需要将水凝结冲 击瓶（D瓶）中的短杆替换成长杆。 （二）可凝结性微粒回收设备 1. 氮气净化管路：使用惰性管线与接头（fitting）来输送至少14公 升/分之钢瓶氮气到冲击瓶组中。管径应为0. 6 Cln （1/4英吋）, 可结合可调式压力调节器和针形阀之迫紧式接头。 2. 浮子流量计：量测流量最高可达20 L/ i nin,精密度须达全幅5%o 3. 氮气净化系统：配置超高纯度氮气钢瓶、调压阀和过滤器，系统 需至少可连续1小时提供14 L/mh L净化氮气通过采样组装。

6、 4. 棕色玻璃瓶：500 I I IL0 （三）分析设备 1. 分液漏斗：玻璃材质，吐。 2. 秤重器U1L：玻璃蒸发瓶（glass evaporation ViaiS） 内衬铁氟 龙烧杯或铝材质秤重器皿，50 HiLo 3. 玻璃烧杯:300 I I IL 至lj 500mL 4. 干燥设备：内含无水硫酸钙干燥器，可维持容器中相对湿度低于 10%,及具有温度控制功能之加热板或烘箱（Oven） o 5. 玻璃滴管：5 n l L o 6. 玻璃滴定管:A级,容量为100mL,最小刻度OlmL。 7. 分析天平：须可秤至O.OOOIg （0. 1mg）o 8. PH I neter 或酸碱试纸

7、（COIOrmetr iC PH i nd i cator）:最小读至 0. 1 PH单位。 第2頁，共22頁 9. 超音波震荡槽：超音波频率需至少达20 kH乙深度可符合样品萃 取管(约10至16公分)。 10. 防漏样品储存容器：用于样品和空白样品回收，CPM残留物不 可超过0.05 IngO 门清洗瓶：任何材质均可，用于样品或空白样品回收时，CPM残 留物不可超过0.1 IngO 五、试剂 ()样品收集 1. 滤纸：不与任何有机键结Z聚合滤纸，此滤纸CPM残留物不可 超过0.5 IngO须对0.3Jml的邻苯二甲酸二辛酯微粒有至少 99. 95 % (低于0. 05 %穿透力)的捕捉效率

8、。滤纸效率口 J由供货 商提供的测试数据证明。 2硅胶(SiliCa gel)：使用 6 至 16 I neSI I 扌旨示型(i i l d icatmg- type)zl硅胶。也可使用主管机关认可Z其他种类效果相同或更 佳的干燥剂。使用过硅胶可置于175 C (350 F)烘干2小时后 重复使用。全新的硅胶显示能够收集水气，则无须进行干燥。 3试剂水：去离子水、超纯水，使用于回收与萃取，干燥残余物 重量须低于1 PPInW (1 ing/L)。 4.碎冰。 5. 氮气：使用超高纯度氮气或是具有相同功能之气体来进行净 化，其中氧气浓度需低于1 PPmV,总碳氢化合物(碳当量)浓度需 低于1

9、PPInV,水分浓度扁低于2 PPmV,压缩氮气其残留物不可超 过 0.1 IngO （二） 1. 样品回收与分析试剂：需要使用丙酮、己烷、无水硫酸钙、氨 水与去离子水来进行样品回收与分析。 丙酮：需储于玻璃瓶中。不可使用金属瓶储存，因其在实验室 或现场试剂空白中会产生大量残余物。空白值需低于L0 PPnIW (0. 1 mg/100 g)的残余重量。 2.己烷:ACS等级，空白值需低于1.0 PPIIIW (0. 1 mg/100 g)的残余 Mo 3试剂水:去离子水、超纯水，残余之重量低于1.0 PPInW (1 L ng/L)o 或低于冲击瓶内所回收之残留物 第3頁，共22頁 4. 样品

10、干燥剂：在秤重前使用指示型无水硫酸钙，去除样品中水分 和有机萃取残留物。 5. 氨水(A I nmOn i Um HydrOXide) : 0.1N ,将 7 i nL 14. 8M 氢氧化镀 以 去离子水定量至1 L,接着利用标准0-1NH2S04进行标定计算 实际 当量(lionnality),使用两次分析平均来计算当量，滴定数值精准 度需在1 %或0.2 IIILZ内(取较高值);或是购买市售可追溯NIST 或相当等级Z0.1N氢氧化锁，将当量浓度记录于 表1。0 6. 标准缓冲溶液：使用PH值中性缓冲液及PH值不低于4Z酸性 缓 冲液。 六采样与保存 (-)采样前准备：在收集与分析样品

11、前，应先清洗在本方法六、 (三)中z 呼玻璃器川Io每次采样均应使用清洗过z玻璃器 I I IL,每批次釆样前应分析实验室试剂空白labOratOly reagent blanks(含水、丙酮与己烷)来确认样品空白符合标准。 (二)采样点、位置决定：依据本署公告检测方法NIEAA212决定采样点 数与位置。至少包括：决定采样的位置和采样点数、计算采样管 与旋风器阻碍率(PrObe/cyc I one b I ockage)N排放管道气紊 流Z确 认与初步流速剖面、吸气嘴尺寸与采样流率之选择。 1.采样点位置：依据本署公告检测方法NIEAA212来选择适当采 样 位置。 2测定点：依据检测方法N

12、EA A212来决定所需的测定点数目，并 距离排放管道内壁2. 54公分来避免扰流与微粒的干扰；如排放 管道内径小于61公分时，则距离内壁不得少于27公分。 (三)采样系统准备：采样系统示意图，如图一，所有用于采样和分析 样品之玻璃器皿在测试前需以清洁剂清洗后，依序以自来水、去 离子水、丙酮、己烷润洗，重要的是要完全去除样品回收时会暴 露在己烷润洗接触面之硅胶油(Sil i ConegreaSe) o清洗 后的玻璃 器I i IL于每次釆样前必须以300 C烘箱烘6小时，或是以 第4頁，共22頁现场空白验证（六、（五）10.11.）来取代清洗、烘烤程序。在每 次CPM采样进行之前，必须使用去离

13、了水与超纯水（残余物低于 I Ing / L）充分润洗。 1.冷凝器与水凝结冲击瓶（D瓶）:冷凝管与水凝结冲击瓶连接在可 过滤性微粒滤纸（A212方法中之滤纸）后方。冷凝管出口温度应 低于30 Co 2. 后置冲击瓶（B瓶）：在水凝结冲击瓶（D瓶）后方设置一支已移 除前方尖端之改良式冲击瓶，此为后置冲击瓶。并将此二冲击瓶 放入一水温低于30。CZ水浴槽屮，在采样开始前，冲击瓶内不 应有水分或任何试剂残留。 3- CPM滤纸： 在滤纸 定器屮放入符合本方法五、（一）1屮Z滤 纸，在CPM滤纸后方与水气捕捉瓶间应有一防漏气设计Z热电 偶温度计。（注意：不可使用热电偶套管，因为装在弑聚合物或是 金属

14、壳内之热电偶温度计会与样品空气接触） 4水气捕捉瓶（M瓶A改良式的冲击器内装100 ni I的水，Z后连接装满 硅胶Z冲击瓶（S瓶）来捕捉CPM滤纸后方Z水气 水气 捕捉瓶出口 气流温度应低于20Co 5硅胶捕捉瓶（S瓶）：将硅胶（200克300克）装至S瓶容器中一起 秤重，精密度须达0.5克，并将此重量记录至FPM纪录表 上。 6. 采样前测漏：请依照以下程序进行测漏 （1）采样系统：泄漏率不大于0. 00057 m%on或者采样期间平 均采 样流率的4%,取其较小者。同时须确认测漏时的真空压大于或 等于采样期间的真空压，记录测试数据于现场采样表格中。 （2）皮托管组装：采样系统泄漏检测后，

15、执行皮托管组装的泄漏 检查。其程序依据NiEAA450六、 （一）9a0 （四）采样操作：依据本署公告检测方法（NIEAA212）进行FPM和CPM组 装，再依照下列步骤进行CPM采样。 1 冲击瓶与CPM滤纸组件 （1）监测水气在水凝结冲击瓶（D瓶）与后置冲击瓶（B瓶）中凝 结的程度，如果D瓶内有明显凝结水，例如水位超过一半的容积 或是淹没后置冲击瓶（B瓶）的长 头，必须停止采样，记录两冲击 瓶中水的重量并收集水分，之后再进行测漏程序才可继续进行采 样。在中止采 样期间必须快速地进行氮气净化程序（如步骤六、 第5頁，共22頁 （2）在计算水气含量时必须包含此冲击瓶中的水分。 （3）当采样中止

16、时，使用FPM方法中Z现场纪录表来记录采 样开 始时的CPM滤纸增加的温度。在样品收集过程中，维持CPM滤 纸温度于2030 C间。（注意:尽量维持滤 纸组件温度接近 30 C） o 2. 测漏采样管/采样系统组件（采样后测漏）：根据FPM方法来进行 测 漏，如果需要，在测漏时将真空压维持在等于或人于采样时的最大真 空压。如果测漏率超过0.00057 m3 / nu i i或者采样期间平 均采样流 率的4% （取较小者），为测漏失败，必须重新进行采样。 3. 采样完成后氮气净化：当采样后测漏完成且通过后，尽快将FPM采样 系统Z采样头、旋风分径器、滤纸与CPM采样系统Z冷凝管与冲击瓶 组分开。

17、如果在CPM滤纸前方没有水份被捕集，则可以省略氮气净化 过程并直接进行样品回收（如步骤六、（五）。氮气净化可以采用 加（正）压净化氮气或采样系统真空泵进行吹拂。无论采用那一种方 式，氮气必须先通过滤纸（Inline fi IteT ）后才能进行氮气净化，氮 气吹拂详细步骤如下： （D使用正压氮气吹拂采样系统时，可选择直接吹拂整体CPM采样 系统（从冷凝管的入口到CPM滤纸固定器出口），或将冷凝管 与水凝结冲击瓶（D瓶）屮的水集屮至后置冲击瓶（B瓶）中, 然后仅吹拂后置冲击瓶及CPM滤纸固定器。记录水凝结冲击瓶 及后置冲击瓶屮的水体积或重量。 a. 如果选择直接吹拂整体CPM采样系统，则必须将水

18、凝 结冲击 瓶（D瓶）中的短杆内管替换成改良式冲击瓶氏杆内管。 b. 如果选择将冷凝管器与水凝结冲击瓶（D瓶）中的水集中至后 置冲击瓶（B瓶）中，则必须吹拂后置冲击瓶及CPM滤纸固定 器。 c. 如果后置冲击瓶（B瓶）吸收管末端没有没入水面，则必须额外添加超 纯水（残余物低于1 mg/ L）使吸收管末端没入水面下至少1公分，并记 录添加于水凝结冲击瓶（表一）之水量，来修正排出气体之含水率。（注 意：超纯水应先进行氮气吹拂15分钟以上，来移除溶解在水中氧气） d. 使用正压式氮气净化时，不应有其他气体流经净化管线与接 头。连接氮气过滤器岀口与水凝结冲击瓶入口，并 分离帮浦 与硅胶水气捕集瓶之连结

19、管线（如图2）。如果在氮气净化前 第6頁，共22頁 已先量测现场冲击瓶内之含水率，可以只吹 拂整个CPM采样 系统，不须连接后方之水气捕集系统。在吹拂时应慢慢增加 氮气钢瓶压力以避免冲击瓶内压力过大。流量应控制在约每 分钟也公升并吹拂最少一小时，在吹拂结束后关闭氮气输送 系统。 （2）如使用采样系统真空泵来进行氮气吹拂，吹拂系统配置方式如 图3所示，将水凝结冲击瓶（D瓶）中的短杆替换 成改良式冲 击瓶长杆，且其尖端必须延伸入水面下一公分。 a. 使用此方法必须净化整个CPM采样系统，从冷凝管入口到硅 胶捕集冲击瓶（S瓶）出口，如果冲击瓶吸收管末端无没入水 面，则必须额外添加超纯水（残余物低于I

20、mg/ D使吸收管末 端没入水面下至少ICIm并记录添 加于水凝结冲击瓶（表一） 之水量，来修正排出气体之含水率。（注意：欲添加超纯水应 先进行氮气吹拂15分 钟以上，来移除溶解在水中的氧气）。 b. 使用此方法来进行氮气净化时，不应有其他气体流经净化管 线与接头。连接过滤器出口与水凝结冲击瓶入口 （如图3）, 为避免冲击瓶内压力过人，应逐渐调节帮浦分流（bypass）量 或是氮气吞吐量，并将流量控制在约每分钟也公升，或者流 经浮子流量计Z正压流量小于每分钟 两公升。正压流量可保 证氮气输送系统流量人于人气压力，并且避免外界空气进入 冲击瓶内。吹拂最少一小时，并每15分钟确认一次浮子流量 计流

21、量，在吹拂结束后关闭氮气输送系统。 c. 在氮气净化过程中，无论采用何种净化方式，持续运转冷凝 器循环帮浦泵，并保持水凝结冲击瓶（D瓶）与后置冲击瓶内之 气体，排放至CPM滤纸出口端的温度人 于20 C及小于或等于 30 Co如果在氮气净化前，还未量测水气捕集冲击瓶（M瓶）中 水的体积，维持CPM滤纸固定器后方的气体温度，避免水气被 氮气移除，如果有需要，在氮气净化过程屮增加更多的碎冰， 以维持气体离开硅胶水气捕集瓶时的温度低于20 C0持续吹拂 氮 气一小时，并持续确认浮子流量计读值。在吹拂结束后同时 关闭氮气输送及帮浦系统。 （3 ）如果在氮气净化前没有量测收集在冲击瓶与硅胶水气捕集瓶 中

22、的液体重量或体积，则进行此步骤。量测水凝结冲击瓶屮的 水体积（精准至HnL）或是重量（精准至0.5g） o将体积或重 量记录下来，以利计算流出气体Z含水率。 第7頁，共22頁 （4）如果现场使用天平秤重硅胶水气捕集瓶之重量，须注意硅胶颜 色是否指示吸收饱和，并记录下来。 （五）样品回收：依据本署公告检测方法NIEAA212回收FPM样品 后，再进 行CPM样品回收。回收步骤如下所示： 1. CPM COntaineT #1 （冲击瓶内水溶液）：将CPM滤纸前方的水凝 结冲击 瓶（D瓶）与后置冲击瓶（B瓶）内水分倒入干净密封容器中，连接玻 璃器川L及CPM固定器前半部。收集去离子水冲洗液，置rc

23、PM COnta i ner#r并标记容器液位。 2. CPM COntaUlei #2 （有机冲洗收集液）：以丙酮冲洗采样管延伸管、 冷凝器、冲击瓶、连接玻璃器【川及CPM固定器前半部。收集丙酮冲 洗液，倒入干净密封容器屮，于容器外标注“CPMContaUlel #2,有机冲 洗收集液二然后使用己烷重享上述冲洗步骤两次，收集己烷冲洗液于 CPM COntai I lei #2中,并标记容器 液位。 3. CPM COntai I lei #3 （CPM滤纸样品）:小心使用锡了及干净的抛 弃式 手套，将滤纸从固定器中移开，将滤纸移至贴上标签的培养皿中，标 注 “ CPM COntai I le

24、r #3, CPM 滤纸样品。 4. CPM COntai I IeI #4 却冲击瓶水）：在现场或在样品分析时量测 CPM COntanler #4内Z重量或体积。如果COntanler #4内的水在 现场 已被量测，则可以将水倒掉。如果无法在现场量测则将冲击瓶内捕集 的水倒入干净密封容器，于容器外标注“CPM COntai I ler #4,冷却冲击 瓶水，并标记容器液位。COntai I lei #4内容物为排放气体中之液态 水。 5. CPM COntai I lei #5 （%胶吸附剂）：于现场或是样品分析时，量 测CPM COmta i n #5之重量。如果硅胶在现场已被量测其吸水

25、量， 可于量测后丢弃或是回收。如果无法于现场量测，则将冲击瓶内 硅胶倒入原来保存硅胶所使用的容器（标注“CPM ContaUler #5, 硅胶吸附剂）并且密封。可使用漏斗和橡胶刮勺来回收冲 击瓶 内硅胶，残留于冲击瓶内壁的少量硅胶粒可以忽略不收集。因为 秤重是为了量测吸附剂中的水含量，因此不要使用水或其他液体 来辅助回收硅胶吸附剂。 6. CPM COntai I ler #6,（丙酮现场试剂空白）：从用于样品回收之干 净丙酮冲洗瓶中取岀约200 HiL之丙酮冲洗液，置于干净密封容 器中,于容器外标注“CPM COnta i Iler #6,丙酮现场试剂空白J并 标记容器液位。于测试中如有多

26、瓶丙酮冲洗液，可任意择一瓶丙 酮当为现场试剂空白。 第8頁，共22頁 7. CPM COntai I I er #7,（试剂水现场试剂空白）：从用于样品回收Z 干净试剂水冲洗瓶中取出约200 IIIL之试剂水冲洗液，置于干净 密封容器中，于容器外标注“CPM Contanler #7,试剂水现场试剂 空白J并标记容器液位。于测试中如有多瓶试剂水冲洗液，可任 意择一瓶试剂水当为现场试剂空白。 8. CPM COntailler # MethOd Lnprove i nent Of No. EPD07097, Of MethOd 202 to EPA CO I ItraCt No. 68- D-0

27、2-061, WOik ASSiglnnent 3-14, SePtember 30, 2005. （十三）U. S. EPA. 2010. Field Vai I latlOn Of a l l ImPrOVed MethOd for SamPI ing and AnalysiS Of Fi IterabIe and COndenSabIe Pa 11 i CnI ate Matter Off i Ce OfAi le QI lai i ty PI a IUInIg and StalI da ids, SeCtOI POI iCy and Proglam DiViSiOn MOlUtOlil

28、lg POI iCy Group. ReSea I Ch TrialIgle ParkNC 27711. （十 四）WiSCOI ISi I I DePaltment Of Natulal ReSOlUceS. 1988. Ai l Ma I I age Inent OPeiatiOIIS Handbook, ReV i S i On 3. Jal IUaIy IL 1988. 第i6n共h仃 表1 CPM采样分析记录表（参考） CalCUIatiOl IS for ReCOVery Of COndenSable PM （CPM）可凝结性微粒回收计算 场址 口期 RUN编 样品准备CPM容器N

29、o. I and 2 运送过程中是否有显著的水分流失? 是/否 如果是，测量收到的体积 估计运送过程中流失的体积niL 运送过程中是否有显著的有机冲洗液流失？ 是/否 如果是，测量收到的体积 估计运送过程中流失的体积 FOr滴定 NHQH 当最（N）N 滴定体积（VJn i L NH4力口入的重量（I I IC）mg FOr CPM空白重量 无机现场采样组回收空白重量（m2mg 有机现场采样组回q攵空白重量（m b）nig 现场采样组回耳攵空白重量（liifb） （max 2 mg）mg FOr CPM采样组重量 有机CPM重量（m。）mg 无机CPM重量（I i i Jmg 总 CPM 重最（I Bcpm）mg 第17頁共22頁 表2 CPM现场回收空白样品计算(参考) 可凝