制造业废气排放口环境合规性检测的采样方法与频次规定

制造业废气排放口的环境合规性检测是企业落实环保责任的核心环节，而采样方法与频次的规范性直接决定检测数据的准确性——若采样位置偏差、点数量不足或频次不合理，即使后续分析再精准，也可能导致合规性误判。本文结合GB/T 16157、GB 16297等标准，系统梳理采样位置、点数量、介质选择、流量控制及频次要求，为企业与检测机构提供可操作的合规指南。

采样位置的合规性要求

采样位置需选在排气筒的“直管段”——即远离弯头、变径、阀门等部件的区域，距离此类部件的直线距离需≥4倍直径（圆形）或2倍边长（矩形）。例如，直径1米的圆形排气筒，采样位置需距离最近的弯头至少4米；矩形排气筒的长和宽平均值为0.8米，需距离变径部件至少1.6米。

若直管段长度不足5倍直径（如仅3倍），需安装导流装置（如导流板），待气流均匀后（风速变异系数≤10%），在导流装置下游2倍直径处采样。实际操作中，需先用风速仪测量同一截面的风速：若变异系数＞10%，说明气流不均匀，需调整位置或增加导流装置，直至符合要求。

需注意：采样位置不能选在“死角”（如排气筒的底部，颗粒物易沉降）或“涡流区”（弯头下游，气流呈旋转状），否则采样点的浓度会偏离截面平均值，导致数据失真。

采样点数量的确定原则

采样点数量的核心是“等面积代表”——每个点覆盖的排气筒截面积相等，确保数据反映整个截面的平均浓度。

圆形排气筒：直径≤0.3米时，中心1个点；0.3-0.6米时，直径两端2个点；＞0.6米时，用“等面积环法”布4个点（将圆形分成2个等面积环，每个环上对称设2个点）。例如，直径1.2米的排气筒，需在距离中心0.3米和0.52米的环上各设2个点，共4个点。

矩形排气筒：边长≤0.8米时，中心1个点；0.8-1.6米时，2×2网格4个点；＞1.6米时，3×3网格9个点。若长和宽差异大（如长2米、宽0.6米），需沿长边布3个点、宽边布2个点，共6个点，确保每个点覆盖的面积相近。

若气流变异系数＞10%，需增加点数量：圆形从4个增至6个，矩形从9个增至12个，直至变异系数≤10%——因为气流越不均匀，越需要更多点来平均误差。

采样方法的分类与适用场景

采样方法分“直接采样”和“富集采样”，需根据污染物浓度和稳定性选择。

直接采样适用于高浓度（＞10mg/m³）、稳定污染物（如一氧化碳、高浓度二氧化硫），用注射器或聚四氟乙烯袋：注射器需用废气冲洗3次，抽取后密封，24小时内分析；聚四氟乙烯袋需用氮气冲洗3次，避免残留杂质，适合采集硫化氢等易吸附气体。

富集采样适用于低浓度（＜10mg/m³）、易挥发污染物（如VOCs、甲醛），常用两种方式：一是溶液吸收法（多孔玻板吸收瓶+四氯汞钾溶液吸收二氧化硫），流量0.5-2L/min，时间1-2小时；二是固体吸附剂法（Tenax-TA管吸附VOCs），流量0.1-0.5L/min，时间2-4小时，后续热脱附分析。

举个例子：某企业的二氧化硫浓度为50mg/m³（高浓度），可用注射器直接采样；若浓度为2mg/m³（低浓度），则需用溶液吸收法——直接采样的样品浓度会低于检出限（约0.5mg/m³），无法得到有效数据。

采样介质的选择与预处理

采样介质（吸收液、吸附剂）的关键是“高吸收率、低干扰”。

吸收液选择：酸性气体（如二氧化硫）用碱性液（氢氧化钠），碱性气体（如氨气）用酸性液（硫酸），氧化性气体（如二氧化氮）用还原性液（盐酸萘乙二胺）。例如，吸收二氧化氮时，盐酸萘乙二胺溶液会与NO₂反应生成红色染料，吸收率＞95%，且便于分光光度法分析。

吸附剂选择：非极性有机物（VOCs）用Tenax-TA（比表面积200-300m²/g），极性有机物（苯系物）用活性炭（比表面积500-1000m²/g），极性无机物（甲醛）用硅胶（比表面积300-500m²/g）。

预处理很重要：吸收液需现配现用（四氯汞钾溶液放置24小时会分解），吸附剂需活化（Tenax-TA管在300℃下通氮气2小时，去除残留杂质）。例如，未活化的Tenax-TA管会吸附空气中的VOCs，导致空白样浓度超标（＞0.1mg/m³），影响样品分析。

实际操作中，需做“现场空白”：带吸收液到现场但不采样，与样品一起分析——若空白样浓度＞方法检出限的10%，说明介质被污染，需重新预处理。

采样流量与时间的精准控制

流量误差会导致“采样体积偏差”——流量大则体积多，浓度低；流量小则体积少，浓度高，因此需严格校准。

流量校准用皂膜流量计：将其接在采样器出口，测皂膜上升时间，计算实际流量（流量=皂膜体积/时间）。若实际流量与设定值偏差＞5%，需调整采样器旋钮，直至偏差≤5%。例如，设定流量0.5L/min，实际测出来0.52L/min（偏差4%），符合要求；若为0.56L/min（偏差12%），需调整。

采样时间：连续排放废气需≥45分钟（颗粒物30分钟、VOCs1小时），因为短时间会因气流波动导致偏差；间歇排放需覆盖整个周期（如设备运行1小时，采样1小时）；高波动污染物（如VOCs）需用“时间加权平均”（每10分钟采一次，共12次，算平均浓度）。

若采样中断＞10分钟（如停电），需重新采样——因为中断的时间里废气未被采集，原样品的体积不完整，无法反映平均浓度。例如，采样30分钟后停电15分钟，恢复后需重新采满60分钟，确保体积足够（≥20L）用于分析。

不同污染物的采样频次规定

频次需覆盖“关键排放时段”——生产负荷≥75%、设备正常运行时，因为此时排放浓度最高，最能判断合规性。

颗粒物：GB/T 16157要求采样≥30分钟，流量1-5L/min，每天1次，连续3天，取平均值——颗粒物易沉降，短时间采样会偏低，3天平均更真实。

VOCs：GB 31571要求在负荷≥75%时采样，每2小时1次，共3次，取最大值——VOCs波动大，低负荷时浓度低，高负荷时可能超标，取最大值更严。

特征污染物（苯系物、甲醛）：需在正常工况下采≥3次（每天1次，连续3天），取最大值。举个例子：某企业苯系物在70%负荷时1mg/m³（达标），80%时5mg/m³（超标），若仅在70%时采样，会误判合规，因此必须在≥75%负荷时采。

注意：不能用单次采样结果判合规——若一次达标、一次超标，仍算不合规，因为标准要求“长期稳定达标”。

异常情况的采样应对策略

采样中常遇气流波动、仪器故障，需及时处理。

气流波动：若风速从5m/s升至10m/s，需测风速分布，若变异系数＞15%，需调整位置（向风速低的区域移）或加采样点（从4个增至6个），直至≤10%；仪器故障：若泵停转，检查电源线（松动则重新插）或管路（堵塞则清理），泵坏了需换泵重采；介质失效：若吸收液变深红色（二氧化氮采样），说明饱和，需换液重采——饱和液的采样效率＜80%，数据偏低。

例如，二氧化氮采样30分钟后吸收液变红，需立即换液重采——因为饱和液无法再吸收，继续采会导致数据低50%以上，无法反映真实浓度。

所有异常需记录：在采样记录中写“气流波动，调整位置后变异系数降至8%”“泵故障，换泵后重采”，附风速仪数据、泵的维修单，证明处理合规。

采样记录的标准化管理

记录是“合规性溯源”的关键，需按规定保存。

记录内容要全：采样日期、时间、排放口编号、位置（距离弯头5米）、方法（富集采样）、介质（Tenax-TA管）、流量（0.3L/min）、负荷（80%）、天气（25℃、60%湿度）、采样人（张三）。

数据需可溯源：流量校准附皂膜流量计数据，负荷附生产日志（原料投入10吨、产量5吨，符合80%负荷），否则环保部门可能质疑真实性——比如仅写“负荷80%”，没有生产数据支撑，会被认为造假。

记录需保存3年：根据《环境监测管理办法》，记录要存3年以上。例如，2021年的记录需存到2024年，若2024年查不到2021年的记录，会被罚款。

实际操作中，可用电⼦表格实时录入，附校准报告、生产日志，确保随时能调阅——比如环保部门检查时，能快速拿出2022年3月的采样记录和对应的校准、生产数据，证明合规。