DB33∕T 310015-2023 环境空气气态污染物 （SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统技术要求及检测方法(浙江省).pdf

ICS 13.020.40 CCS Z 10 长江三角洲区域地方标准 环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统技术要求及检测方法 Technical requirements and test procedures for automatic monitoring system by sensor method for ambient air gaseous pollutants（SO2、NO2、NO、O3 and CO）2023-06-13 发布 2023-09-13 实施 上海市市场监督管理局 江苏省市场监督管理局 浙江省市场监督管理局 安徽省市场监督管理局 联合发布 DB31/T 3100152023 DB32/T 3100152023 DB33/T 3100152023 DB34/T 3100152023 DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 系统组成.1 5 技术要求.2 6 性能指标.2 7 检测方法.4 附录 A（规范性）气态污染物传感器法自动监测系统数据格式要求.8 附录 B（规范性）气态污染物传感器法自动监测系统检测项目.9 附录 C（资料性）气态污染物传感器法自动监测系统性能测试数据记录表.10 参考文献.12 DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海市生态环境局、江苏省生态环境厅、浙江省生态环境厅、安徽省生态环境厅联合提出并组织实施。本文件由上海市生态环境局、江苏省环境管理标准化技术委员会、浙江省环境保护标准化技术委员会、安徽省生态环境厅归口。本文件起草单位：上海市环境监测中心、江苏省环境监测中心、浙江省生态环境监测中心、安徽省生态环境监测中心、上海交通大学。本文件主要起草人：刘启贞、潘骏、段玉森、曹军、孙鑫、张劲松、程金平、徐捷、包权、秦艳红、宋清川、伍震威、李启勇、吴明胤、王新。DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 1 环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统技术要求及检测方法 1 范围 本文件规定了环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统（以下简称监测系统）的系统组成、技术要求、性能指标和检测方法。本文件适用于环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统的检测，比对评估等工作可参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 3095 环境空气质量标准 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 HJ 8182018 环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。传感器法自动监测系统 automatic monitoring system by sensor method 采用电化学、金属氧化物等传感器检测方法，可以直接用于室外监测大气气态污染物 SO2、NO2、NO、O3、CO 等一种或几种浓度状况的自动监测系统。4 系统组成 基本构成 环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统应由监测单元、数据传输及存储单元、数据处理分析单元和辅助单元组成。监测单元 监测单元是指传感器法监测设备，由采样入口、测量装置和辅助模块等组成，对采集的环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）因子进行测量。数据传输及存储单元 数据传输及存储单元用于实时无线传输监测单元产生数据、设备工作状态信息等，并安全存储。数据处理分析单元 DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 2 数据处理分析单元是整个系统运行的中心，一般由计算机、数据处理模块及系统管理模块组成，用于监测单元产生数据的换算、判别及监测系统的管理等。辅助单元 辅助单元包括安装仪器设备所需要的安装固定装置等。5 技术要求 工作条件 监测系统在以下条件中应能正常工作：a)室外环境温度：（-2050）；b)相对湿度：（1595）%RH（无凝露）；c)大气压：（80106）kPa；注：在特殊环境条件下，监测系统应具备控温除湿等功能，满足正常使用要求。功能要求 5.2.1 数据采集 数据检测周期不大于 1min，每小时监测时间不应少于 45 min。5.2.2 数据查看与存储 可通过设备主机显示面板或其他传输方式读取原始监测数据，并能够记录存储至少 3 个月以上的原始数据，数据格式要求应符合附录 A 的规定。5.2.3 异常数据标记 具有数据标记功能，应能标记设备的维护、校准、故障、检修、更换或其他异常情况。通信要求 支持断点续传、一点多传。若设备因网络信号差导致丢包，通信模块具备连接恢复后数据重发的功能。远程校核 可通过远程终端实现数据自动校核。断电自动重联 可采取市政供电或电池供电。采用市政供电时，监测系统外供电源掉电后，可自动保存历史数据；恢 复供电后系统可自动启动，恢复运行状态并正常开始工作。采用电池供电时，配置的备用电池，支持断电 后工作时长不少于 8 h。6 性能指标 测量范围 DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 3 SO2、O3的浓度测量范围应包含：（0500）nmol/mol，最小显示单位不高于 0.1 nmol/mol；NO2的浓度测量范围应包含：（01000）nmol/mol，最小显示单位不高于 0.1 nmol/mol；NO 的浓度测量范围应包含：（02000）nmol/mol，最小显示单位不高于 0.1 nmol/mol；CO 的浓度测量范围应包含：（050）mol/mol，最小显示单位不高于 0.1 mol/mol。零点噪声 SO2、NO2、NO、O3的零点噪声2.5 nmol/mol；CO的零点噪声0.05 mol/mol。最低检出限 SO2、NO2、NO、O3的最低检出限5 nmol/mol；CO的最低检出限0.1 mol/mol。量程噪声 SO2、NO2、NO、O3的量程噪声15 nmol/mol；CO的量程噪声0.4 mol/mol。24h 零点漂移 SO2、NO2、NO、O3的 24h 零点漂移：10 nmol/mol；CO的24h零点漂移：1 mol/mol。24h 量程漂移 SO2、NO2、NO、O3在 0100 nmol/mol 范围的 24h 80%量程漂移：10 nmol/mol；SO2、NO2、NO、O3在 100 nmol/mol 以上范围的 24h 80%量程漂移：10%；CO 在 010 mol/mol 范围的 24h 80%量程漂移：1 mol/mol；CO在10 mol/mol以上范围的24h 80%量程漂移：10%。响应时间（T90 和 T10）SO2、NO2、NO、O3、CO的响应时间（上升时间/下降时间）2 min。设备平行性 SO2、NO2、NO、O3、CO监测设备平行性20%。室外比对测量相关系数 监测系统设备与符合 HJ 654 要求的自动监测设备进行至少336组有效数据的比对测试，测试结果 进行线性回归分析，应符合：NO2、NO、O3、CO 因子的相关系数0.80的要求。室外比对测量误差 SO2、NO2、NO、O3、CO的室外测量误差应符合表1的要求。表 1 实感器法监测系统室外比对测量误差 监测项目 浓度范围 测量误差 0100 nmol/mol 10 nmol/mol DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 4 SO2 100500 nmol/mol 10%NO2 0100 nmol/mol 10 nmol/mol 1001000 nmol/mol 10%NO 0100 nmol/mol 10 nmol/mol 1002000 nmol/mol 10%O3 0100 nmol/mol 10 nmol/mol 100500 nmol/mol 10%CO 010 mol/mol 1 mol/mol 1050 mol/mol 10%数据捕获率 指定时间内监测单元数据到存储单元的数据捕获率应不小于90%。流量测量误差 监测系统设备的采样总管流量误差应10%。环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统检测项目性能要求应符合附录B的规定。7 检测方法 零点噪声 待监测系统运行稳定后，将零点标准气体（采用单标，标准气体应可追溯至国家二级以上标准。下同）通入监测设备，每1 min记录该时间段数据的平均值ri（记为1个数据），获得至少25个数据。按公式（1）计算所取得数据的标准偏差S0，即为该监测设备的零点噪声。测试数据记录表见附录C，下同。?=?(?)?(1)式中：?待测设备零点噪声；待测设备测量值的平均值；?待测设备第 i 次测量值；i 记录数据的序号（i=1n）；n 记录数据的总个数（n25）。最低检出限 按公式（2）计算待测监测设备的最低检出限RDL。?=2?(2)式中：?待测设备最低检出限；?待测设备零点噪声。量程噪声 待监测系统运行稳定后，将 80%量程标准气体通入监测设备，每 1 min 记录该时间段数据的平均值DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 5 ri（记为 1 个数据），获得至少 25 个数据。按公式（3）计算所取得数据的标准偏差S，即为该监测设备的量程噪声。=?(?)?(3)式中：待测设备量程噪声；待测设备测量值的平均值；?待测设备第 i 次测量值；i 记录数据的序号（i=1n）；n 记录数据的总个数（n25）。24 h 零点漂移和 24 h 量程漂移 待监测系统运行稳定后，通入零点标准气体，记录监测设备零点稳定读数为Z0；然后通入 80%量程标准气体，记录稳定读数X0。通气结束后，待监测设备连续运行 24 h（期间不允许任何维护和校准）后重复上述操作，并分别记录稳定后读数为Z1、X1。分别按公式（4）、（5）计算待测监测设备的 24h 零点漂移ZD和 24h 80%量程漂移USD。=?(4)=?(5)式中：待测设备的 24 h 零点漂移；?待测设备连续运行 24 h 后的零点标准气体测量值；待测设备的 24 h 80%量程漂移；?待测设备连续运行 24 h 后的 80%量程标准气体测量值。响应时间（T90 和 T10）待监测系统运行稳定后，通入零点标准气体，待读数稳定后通入80%量程标准气体，同时用秒表开始计时；当待测监测设备显示值上升至标准气体浓度标称值90%时，停止计时；记录所用时间为待测监测设备的上升时间（T90）。待80%量程标准气体测量读数稳定后，通入零点标准气体，同时用秒表开始计时，当待测监测设备显示值下降至80%量程标准气体浓度标称值10%时，停止计时；记录所用时间为待测监测设备的下降时间（T10）。响应时间每天测试1次，重复测试3次，计算平均值。设备平行性 待监测系统运行稳定后，在同一环境条件下，将相同品牌和型号至少三台（设备总数30 台时，抽取 3 台；设备总数30 台时，按 10%抽取）待测监测设备采样口置于同一高度，待测监测设备之间相距12 m，进行设备平行性测试。测试环境大气中气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）浓度，每组样品连续测试 1 h，检测样品数至少为 336 组。记录每台监测设备测得的气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）样品浓度值Cij，其中，i为待测监测设备的编号（i=1n，n3），j为检测样品的序号（j=1m，m336），每一批次监测设备每个样品测量结果的平均值为Cj?。按照公式（6）计算每一批次待测监测设备测试结果的相对标准偏差Pj，按照公式（7）计算每一批次待测监测设备平行性P。?Cij?j?j?100%(6)DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 6 式中：P?待测设备第 j 个样品组测量结果的相对标准偏差，%；Cij第 i 台待测设备测量第 j 个样品组的浓度值；j?每批次待测设备测量第 j 组样品浓度平均值；n 每批次待测设备的总台数，（n3）。?100%(7)式中：P 监测系统设备的平行性，%；m检测样品的总组数，（m336）。室外比对测量相关系数 待监测系统校准后，每批次随机抽取 3 台监测设备与符合 HJ654 要求的气态污染物自动监测设备（以下简称参比设备）进行比对测试。在同一环境条件下，待测监测设备与标准设备之间相距 12 m，采样口位于同一高度。在同一时间段，当参比设备测试数据和待测设备数据都有效时（指设备状态参数正常，负值和零值视为无效数据，下同），将参比设备的数据Rij和和待测设备监测的数据Cij作为一个数据对，i为监测设备的编号（i=13），j为检测样品组的序号（j=1336），每组样品的采集时间 1 h，共测试 336 组样品。将参比设备测试数据与相应的待测设备数据进行线性回归分析，以参比设备测量数据为横轴，待测设备数据为纵轴，按照公式（8）计算回归曲线的相关系数。=?Cj?Cj?(8)式中：比对测试回归曲线相关系数；?336 组参比设备测量浓度的平均值；?336 组待测设备测量浓度的平均值；?参比设备测量的第 j 组样品的浓度值；?3 台待测设备测量的第 j 组样品浓度的平均值。室外比对测量误差 室外比对测量误差与室外比对测量相关系数同时开展。待监测设备校准后，在同一环境条件下，待测监测设备与参比设备之间相距 12 m，采样口位于同一高度。在同一时间段，当参比设备测试数据和待测设备数据都有效时，将参比设备的数据?和和待测设备监测的数据?作为一个数据对，每组样品的采集时间 24 h，共测试 14 组样品。按公式（9）及公式（10）计算待测设备的绝对误差、相对误差。?=?(9)?=?100%(10)式中：?绝对误差；?相对误差；?参比设备测量浓度值；?待测设备的测量浓度值。数据捕获率 DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 7 进行室外比对测量同时，考核待测监测设备的数据捕获率，数据小时值的有效性判别方法见环境空气质量标准 GB3095。按公式（11）计算待测传感器法监测设备的有效数据捕获率。=?(11)式中：数据捕获率；H 实际获取小时数；H0指定时间内运行总小时数。流量测量误差 待测监测设备运行稳定后，用流量检测仪测量采样口流量，待数据稳定后记录流量检测仪数据 Qci。24 h 内任意时间重复测量 3 次，按公式（12）计算待测设备的流量测量误差。?=?100%(12)式中：?待测设备的第 i 次测量流量误差；?待测设备的第 i 次测量流量值，L/min；待测设备的设定流量值，L/min。DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 8 附录A （规范性）气态污染物传感器法自动监测系统数据格式要求 A.1 数据格式要求 气态污染物传感器法自动监测系统处理实时数据时，应采用的数据格式应符合表 A.1 的要求。表 A.1 实验室测试性能指标要求 序号 项目名称 单位 小数位 1 SO2、NO2、NO、O3质量浓度 g/m 1 2 CO 质量浓度 mg/m 1 3 环境温度 1 4 环境湿度 RH 1 5 环境大气压 kPa 1 A.2 参比状态下气态污染物体积浓度与质量浓度单位的换算 参比状态下气态污染物体积浓度与质量浓度单位的换算见公式 A.1。?=?.?(A.13)式中：?参比状态下污染物的质量浓度，g/m（mg/m）；污染物的摩尔质量，g/mol；?参比状态下污染物的体积浓度，nmol/mol（mol/mol）；24.5 参比状态下的气体摩尔体积，L/mol。DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 9 附录B （规范性）气态污染物传感器法自动监测系统检测项目 B.1 数据格式要求 环境空气气态污染物（SO2、NO2、NO、O3、CO）传感器法自动监测系统检测项目应符合表 B.1 的要求。表 B.1 气态污染物传感器法自动监测系统检测项目 测量参数 SO2 NO2 NO O3 CO 测量范围 0500 nmol/mol 01000 nmol/mol 02000 nmol/mol 0500 nmol/mol 050 mol/mol 零点噪声 2.5 nmol/mol 2.5 nmol/mol 2.5 nmol/mol 2.5 nmol/mol 0.05 mol/mol 最低检出限 5 nmol/mol 5 nmol/mol 5 nmol/mol 5 nmol/mol 0.1 mol/mol 量程噪声 15 nmol/mol 15 nmol/mol 15 nmol/mol 15 nmol/mol 0.4 mol/mol 24h 零点漂移 10 nmol/mol 10 nmol/mol 10 nmol/mol 10 nmol/mol 1 mol/mol 24h 80%量程漂移 10 nmol/mol（0100 nmol/mol）10 nmol/mol（0100 mol/mol）10 nmol/mol（0100 nmol/mol）10 nmol/mol（0100 nmol/mol）1 mol/mol（010 mol/mol）10%（100500 nmol/mol）10%（1001000 nmol/mol）10%（1002000 nmol/mol）10%（100500 nmol/mol）10%（1050 mol/mol）响应时间（T90）2 min 2 min 2 min 2 min 2 min 设备平行性 20%20%20%20%20%室外比对测试相关系数 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 室外比对测量误差 10 nmol/mol（0100 nmol/mol）10 nmol/mol（0100 mol/mol）10 nmol/mol（0100 nmol/mol）10 nmol/mol（0100 nmol/mol）1 mol/mol（010 mol/mol）10%（100500 nmol/mol）10%（1001000 nmol/mol）10%（1002000 nmol/mol）10%（100500 nmol/mol）10%（1050 mol/mol）数据捕获率 90%90%90%90%90%流量测量误差 10%10%10%10%10%DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 10 附录C （资料性）气态污染物传感器法自动监测系统性能测试数据记录表 C.1 噪声和最低检出限检测数据记录表 监测系统噪声和最低检出限记录见表 C.1。表 C.1 气态污染物传感器法自动监测系统噪声和最低检出限检测数据记录表 生产厂家：测试地点：型号、编号：气体名称：标准气体生产厂：浓度：标准气体证书编号：标准气体有效期：设备量程：分析原理：检测次数 测量值（单位：）零点 量程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 平均值 噪声 S0=S=最低检出限 RDL=DB31/T3100152023、DB32/T3100152023、DB33/T3100152023、DB34/T 3100152023 11 C.2 零点和量程漂移检测数据记录表 监测系统零点和量程漂移记录见表 C.2。表 C.2 气态污染物传感器法自动监测系统零点和量程漂移检测数据记录表 生产厂家：测试地点：型号、编号：气体名称：标准气体生产厂：浓度：标准气体证书编号：标准气体有效期：设备量程：分析原理：日期 时间 测量结果（单位：）零点读数 零点漂移 80%量程读数 80%量程漂移 室内温度 起始 最终 ZD 起始 最终 USD 零点漂移 80%量程漂移 C.3 响应时间检测数据记录表 监测系统响应时间记录见表 C.3。表 C.3 气态污染物传感器法自动监测系统响应时间检测数据记录表 生产厂家：测试地点：型号、编号：气体名称：标准气体生产厂：浓度：标准气体证书编号：标准气体有效期：设备量程：分析原理：检测次数 气体名称 测试时间 气体浓度 测量结果 上升时间 下降时间 1 2 3 T90 T10 DB31/T 3100152023、DB32/T 3100152023、DB33/T 3100152023、DB34/T 3100152023 12 参考文献 1 HJ/T 193 环境空气质量自动监测技术规范 2 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 DB 13/T 2544 大气污染防治网格化监测系统技术要求及检测方法 4 RJGF 008-2021 网格化环境空气质量监测仪认证技术规范 5 环办监测函20172027 号 大气 PM2.5网格化监测技术要求和检测方法技术指南