环境空气

《环境空气可吸入颗粒物的测定重量法》编制说明（征求意见稿）《环境空气可吸入颗粒物的测定重量法》标准编制组2009年7月i目录1项目背景.....................................................................................................................................11.1任务来源...............................................................................................................................11.2工作过程...............................................................................................................................12标准制修订的必要性分析.........................................................................................................12.1PM10和PM2.5的环境危害...................................................................................................12.2相关环保标准和环保工作的需要.......................................................................................23国内外相关分析方法研究.........................................................................................................23.1主要国家、地区及国际组织相关分析方法研究...............................................................23.2国内相关分析方法研究.......................................................................................................24标准制修订的基本原则和技术路线.........................................................................................34.1标准修订的基本原则...........................................................................................................34.2标准修订的技术路线..........................................................................................................35标准主要技术内容解释.............................................................................................................56对实施本标准的建议.................................................................................................................51《环境空气可吸入颗粒物的测定重量法》编制说明1项目背景1.1任务来源根据国家质检总局检财函[2006]909号《关于下达2006年第一批国家标准制修订项目经费的通知》和国家质检总局检财函[2007]971号《关于下达2007年第一批国家标准制修订项目经费的通知》，国家环境保护总局科技标准司向中日友好环境保护中心下达了修订GB6921-1986《大气飘尘浓度测定方法》的任务书，项目编号为861。中日友好环境保护中心所属国家环境分析测试中心承担了此项任务，计划于2008年11月完成。1.2工作过程任务下达后，国家环境分析测试中心组成标准修订项目组开展工作。先后进行的相关工作有文献调查、采样器生产企业现状调研，标准文本修订、编写标准征求意见稿、修订编说明。2标准制修订的必要性分析2.1可吸入颗粒物的环境危害大气颗粒物的粒径范围在0.01~100µm之间，统称为总悬浮颗粒物（TSP）。PM10和PM2.5分别指空气动力学直径小于或等于10和2.5µm的大气颗粒物。PM10也称为可吸入颗粒物。世界卫生组织则称之为可进入胸部的颗粒物。PM2.5通常称为可进入肺颗粒物，是指能够进入人体肺泡的颗粒，属于细微颗粒物的范畴，通常也称为细粒子。细粒子中Pb、Cd、As等元素，硫酸盐、多环芳烃等污染物含量较高，在空气中持留时间长，易将污染物带到很远的地方使污染范围扩大。对环境的有害影响还有散射阳光、降低大气的能见度等。可吸入颗粒物同时在大气中还可为化学反应提供反应床，是气溶胶化学中研究的重点对象，已被定为空气质量监测的一个重要指标。可吸入颗粒物（PM10）在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大。一些颗粒物来自污染源的直接排放，比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物，它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。对粗颗粒物的2暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群，风险是较大的。另外，环境空气中的颗粒物还是降低能见度的主要原因，并会损坏建筑物表面。2.2相关环保标准和环保工作的需要可吸入颗粒物的浓度以每立方米空气中可吸入颗粒物的毫克数表示。国家环保总局1996年颁布修订的《环境空气质量标准（GB3095－1996）》中将可吸入颗粒物作为列为大气环境质量常规监测项目，并规定了对应于不同环境质量功能区的标准值。2008年11月环境部公布的2007年环境质量公报数据表明，全国颗粒物年均浓度不达标的城市仍有18%。治理颗粒物污染仍然是改善城市空气质量的首要目标。加强颗粒物浓度监测是治理颗粒物污染工作中仍然占有重要地位。2.3颗粒物分析方法的最新进展可吸入颗粒物（PM10）的重量法测定，在国内外一直是经典方法。相关采样器制造工艺技术成熟。3国内外相关分析方法研究3.1主要国家、地区及国际组织相关分析方法研究1987年前，美国国家环境空气质量标准中颗粒物的指示物为TSP。1987年后，美国环境空气质量标准选用PM10作为指示物。由于PM10小至可以进入人体呼吸道的胸腔部分，所以出于对健康效应以及对此颗粒物管理的考虑选用PM10作为指示物。1997年后，美国国家环境空气质量标准选择PM2.5作为标准，主要基于流行病学研究中使用PM2.5采样器作为暴露指标。PM2.5包括所有的细模态颗粒以及一小部分粗模态颗粒。PM10包括所有的细模态颗粒和一部分粗模态颗粒。迄今为止，仅有美国在1997年的提案中对PM2.5的浓度限值作出了规定。欧洲委员会虽然也认识到PM2.5的重要性，但认为目前对PM2.5的了解还不足以制定标准，但已将其纳入PM10监测内容之中，并明确要求将削减PM2.5的浓度作为削减PM10浓度总体规划的一部分[2,5]。3.2国内相关分析方法研究我国《环境空气质量标准》（GB3095-1996）中已将可吸入颗粒物（PM10）列入污染物清单，规定了判别1-3级空气质量时，其浓度限值。PM2.5未列入其中，不是常规监测项目。但在一些科研单位、高校和部分省市环境监测站开展了对PM2.5的相关研究，取得了一些成果①②③④。①《空气和废气监测分析方法指南》编委会，《空气和废气监测分析方法指南》，（第一版），中国环境科学出版社，北京，2006②国家环境保护总局空气和废气监测分析方法编委会，空气和废气监测分析方法（第四版），中国环境科学出版社，北京，2003③GBZ/T192.2-2007《工作场所空气中粉尘测定第2部分：呼吸性粉尘浓度》④杨复沫，马永亮，贺克斌，细微大气颗粒物PM2.5及研究概况，世界环境，2000（4），32-343颗粒物采样器技术要求和检验方法标准与颗粒物测定方法标准密不可分。国家环境保护总局2003年颁布了环境保护行业标准《PM10采样器技术要求及检测方法》（HJ/T93-2003），对PM10采样器各项技术指标作了明确规定，奠定了准确测定PM10的可靠基础。HJ/T93-2003标准和美国和欧盟相关标准的技术要求一致。本标准修订稿将HJ/T93-2003列入规范性引用文件。基于此项标准（HJ/T93-2003），国内厂家已批量生产合格的PM10采样器。国外厂商生产的PM10采样器在我国市场上也有销售。4标准制修订的基本原则和技术路线4.1标准制（修）订的基本原则（1）方法的检出限和测定范围满足相关环保标准和环保工作的要求；（2）方法准确可靠，满足各项方法特性指标的要求；（3）方法具有普遍适用性，易于推广使用。4.2标准制修订的技术路线本标准修订技术路线见下图：组成标准编制组接到修订任务形成报告并进行论证开展调研工作相关标准标准应用情况文献编制标准文本标准文本及编制说明的征求意见稿修订标准内容45标准技术内容主要修订部分解释现行国家标准《大气飘尘浓度测定方法》（GB6921-1986）已使用多年，基本能满足实际工作需要。本标准在列入修订计划时，曾考虑将标准题目改为《环境空气—PM2.5和PM10的测定—分级采样重量法》。本项目组文献调研结果表明，国内虽然有运用相关采样器进行研究的论文发表⑤⑥⑦⑧⑨，国产的采样器也有产业化生产，但尚未见与此有关的PM2.5和PM10分级采样器技术要求和检验方法标准颁布。单独进行测定PM2.5的采样器技术要求和检验方法标准仍在计划申报阶段。考虑到上述因素，经请示主管部门领导同意，本次修订仅涉及可吸入颗粒物（PM10）的测定。本标准修订要点如下，相关文字修改说明见表1：（1）根据《环境空气质量标准》（GB3095-1996），将飘尘改为可吸入颗粒物（PM10）；（2）根据修订稿需要，增加了规范性引用文件和采样器流量校准两节条款；（3）在方法原理中增加了可吸入颗粒物（PM10）的定义；（4）鉴于国内厂商制造工艺技术水平的提高，并考虑到与国外相关标准接轨，对采样器性能指标进行了修改，如切割粒径Da50=10±1µm改为Da50=10±0.5µm；捕集效率的几何标准差σg≤1.5改为σg=1.5±0.1。全部性能指标要求符合HJ/T93－2003《PM10采样器技术要求及检测方法》中的规定；（5）采用间断采样方式测定日平均浓度时，其次数不得少于4次，累积采样时间不得少于12h。有关累积采样时间的规定与GB3095-1996《环境空气质量标准》中的相关解释一致。⑤杨复沫等，多通道PM2.5采样器的研制，第8届全国气溶胶会议论文集，338-342⑥王玮等，TSP-PM10-PM2.5-2型中流量大气颗粒物采集系统的开发和应用，中国环境监测，19，2003（1），35-38⑦黄金星