ICS13.040.99

CCSZ00

團體標準

T/ACEFxxx—2023

PM2.5中金屬元素走航監測系統技術要求及

監測規范

Technicalrequirementsandmonitoringspecificationsfornavigationmonitoring

systemofmetallicelementsinPM2.5

(征求意見稿)

2023-XX-XX發布2023-XX-XX實施

中華環保聯合會??發布

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T/ACEFxxx-2023

PM2.5中金屬元素走航監測系統技術要求及監測規范

1范圍

本文件規定了PM2.5中金屬元素的走航監測的方法概述、試劑或材料、儀器和設備、監測方法、

結果計算與表示、質量保證與質量控制及安全防護要求。

本文件適用于環境空氣、無組織排放廢氣的PM2.5中金屬的走航監測工作。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB37822揮發性有機物無組織排放控制標準

HJ/T48煙塵采樣器技術條件

HJ/T55大氣污染物無組織排放監測技術導則

HJ93環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）采樣器技術要求及監測方法

HJ168環境監測分析方法標準制修訂技術導則

HJ194環境空氣質量手工監測技術規范

HJ212污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準

HJ654環境空氣氣態污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續自動監測系統技術要求及檢測方法

HJ657空氣和廢氣顆粒物中鉛等金屬元素的測定電感耦合等離子體質譜法

HJ818環境空氣氣態污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續自動監測系統運行和質控技術規范

HJ1010環境空氣揮發性有機物氣相色譜連續監測系統技術要求及檢測方法

3術語和定義

GB37822界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

細顆粒物（粒徑小于2.5μm）particulatematter2.5(PM2.5)

指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物，也稱細顆粒物。

3.2

金屬元素metallicelement

金屬元素，是指具有金屬通性的元素，其價層電子數較少，在化學反應中易丟失電子。

3.3

走航監測cruisemonitoring

利用車載式快速監測設備在行進中連續自動監測，結合定點監測，對污染物進行定性定量分析，

并基于地理位置信息顯示沿行進路線污染物空間連續分布。

4方法概述

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利用車載質譜及其他輔助設備，在行進時對環境空氣、廠界、無組織排放廢氣進行采集，分離

去除PM2.5以外的，通過空氣交換裝置置換空氣后，利用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）測定各

金屬元素的含量。并根據地理位置信息，顯示沿行進路線的金屬元素濃度空間連續分布。必要時，

輔以定點監測，對高濃度點進行復測等，完成定性定量分析。

5試劑或材料

5.1高純氬氣

高純氬氣純度應大于或等于99.99%。

5.2標準溶液

5.2.1應配備包含附錄A所規定的金屬元素標準溶液。應根據實際工作需要，配備包含附錄B所規

定的金屬元素標準溶液。

5.2.2金屬元素標準溶液應滿足國家對標準物質的相關要求，包括但不限于鋁、鉀、錳、鐵、鉻、

鎳、鋅、砷、鎘、鉛。

5.2.3對于國家無相關標準物質要求的金屬元素，可根據實際工作需要，購買有證標準溶液或在有

資質的單位定制標準溶液。

6儀器和設備

6.1質譜儀

使被測物質離子化，利用電磁學原理使各種離子按不同的質荷比分離并測量各種離子的強度，

從而識別并對其進行定量的設備。包括進樣單元、離子源、反應單元、真空單元、質量分析器及數

據解析軟件等單元。應具備全譜掃描分析或選擇離子掃描分析、譜庫檢索、實時顯示空氣污染組分

等功能。

6.2車載式大氣采樣系統

6.2.1應采用切割粒徑Da50=(2.5±0.1)μm的PM2.5切割器。切割器其它性能和技術指標應符合HJ/T

93的規定。

6.2.2氣體交換置換裝置應由電源模塊、氣體交換置換模塊、金屬標準氣體模塊、溶液全霧化模塊

組成。該系統將各種氣體轉化為高純度氬氣，而不損失氣體中含有的細顆粒。

6.2.3采樣管路應選用不釋放有干擾物質且不與待測污染物發生化學反應的材料，如聚四氟乙烯、

硼硅酸鹽玻璃或硅烷化處理的不銹鋼材料；采樣管路須對顆粒物進行過濾且采取保溫措施以避免管

路內壁結露。

6.2.4采樣口應高于車頂0.2m以上，以防車輛尾氣排放干擾。

6.3工控機

應滿足HJ212要求，保障系統運行并將數據傳輸至上位平臺。

1)通信接口：須具備一路RS-485、RS-232、USB或以太網通信接口，用于與上位機通信；

2)存儲要求：根據使用需求，能完整存儲不少于12個月的所有參數監測數據和報警等信息；

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3)抗干擾能力：具有防雷擊、防電磁干擾、抗震動等能力。

4)電壓穩定性：允許外部供電電壓波動±10%。

6.4供電及照明設備

應配備UPS穩壓電源和發電機，發電機與市電可以切換以滿足不同現場條件監測，實現對車載

應急設備及照明的應急供電需求。UPS應至少滿足走航監測設備連續運行30min以上，發電機功率滿

足車載所有設備工作需求，可持續工作24h。配備電纜盤，接入長度不低于30m，可外接電源，利

用市電直接為設備供電。實驗艙內安裝有LED照明燈，符合正常的走航監測要求。

6.5車載衛星定位系統及電子地圖

走航車應配備車載衛星定位系統，在走航監測時記錄經緯度坐標，并在地圖上實時顯示行進路

徑。車載定位系統定位精度在3m以內。

6.6氣象監控系統

走航車宜配備符合HJ/T55中要求氣象參數的實時測量與記錄系統，能夠測定環境溫度和氣壓、

相對濕度、風向和風速等氣象參數，確定和記錄氣象適宜程度。相應氣象參數的測量范圍和精度滿

足HJ194要求。

6.7數據顯示系統

走航車應配備電腦或液晶顯示屏，可實時顯示“三維地圖-重金屬元素-濃度”等走航數據，可給出

任意點位的元素濃度、氣象五參數及經緯度；具有預設報警濃度功能，能對不同組分設置不同的預

警濃度；具有結果導出功能。

6.8其他設備

根據需要配備PM2.5顆粒物手工采樣裝置或其他現場監測設備。

7監測方法

7.1儀器準備

7.1.1儀器調諧

點燃等離子體后，儀器需預熱穩定30min。在此期間，可用質譜儀調諧溶液進行質量校正和分

辨率查驗。需測定質譜儀調諧溶液至少4次以上，并確認所測定的調校溶液中所含元素信號強度的相

對標準偏差≤5%。必須針對待測元素所涵蓋的質量數范圍進行質量校正和分辨率查驗，如質量校正

結果與真實值差異超過0.1amu以上，則必須依照儀器使用說明書將質量校正至正確值；分析信號的

分辨率在5%波峰高度時的寬度約為0.75amu。

7.1.2校準曲線

7.1.2.1依據相關環境質量標準、污染物排放或控制標準確定校準曲線范圍，應有至少六個校準點（含

零濃度點）且盡可能均勻的分布在線性范圍內。

7.1.2.2在儀器工作條件下，通過溶液全霧化模塊，使用高純氬氣依次從低濃度到高濃度將標準溶液

霧化后通入ICP-MS，進行分析測定，以目標化合物濃度及目標物特征離子峰響應建立坐標系，用最小

二乘法繪制校準曲線。

7.1.3重復性和儀器檢出限

7.1.3.1參照HJ168方法實施，測試標準溶液濃度為20ug/L（K、Al、Fe等營養元素為80ug/L），

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T/ACEFxxx-2023

重復測試n（n≥7）次，將各測定結果換算為樣品中的濃度或含量，計算n次平行測定的標準偏差，按

公式[MDL=t(n-1,0.99)×S]計算方法檢出限。其中，MDL為方法檢出限；n為樣品的平行測定次數；t

為自由度為n-1，置信度為99%時的t分布（單側）；S為n次平行測定的標準偏差。當實驗進行7次

測定時，t值取3.143。

7.1.3.2附錄A規定的必測目標物以及至少5個附錄B規定的選測目標物應滿足相對標準偏差＜5%，

儀器檢出限＜20ng/m3。

7.1.4準確度

7.1.4.1參照HJ168方法實施，測試濃度為20ug/L（K、Al、Fe等營養元素為80ug/L）。

7.1.4.2按照HJ168附錄A.5.2計算與理論濃度的相對誤差。本文件附錄A規定的必測目標物以及至

少5個附錄B規定的選測目標物應滿足相對誤差小于30%。

7.1.5空白

以高純氬氣作為空白樣品，按與樣品分析相同步驟進行分析。要求空白樣品中各待測污染物均應低

于方法檢出限。

7.1.6試運行

啟動監測設備和車輛，在周邊開展小范圍走航試驗，確認車輛、采樣系統、監測設備、氣象監

控系統等運行正常，工控機可正常上傳監測數據，電子地圖顯示定位準確、無明顯延遲。

7.2監測方案制定

7.2.1走航監測宜在風力4級以下、無降水天氣開展。

7.2.2監測區域確定依據環境管理要求和解決實際環境問題需求，規劃監測區域。掌握監測區域的企

業分布及所屬行業、道路分布狀況、周邊敏感區分布狀況、盛行風向及惡臭異味投訴情況等。

7.2.3在對目標區域開展金屬元素的走航監測前，宜事先調查區域內涉及重金屬排放的污染源信息，

包括但不限于污染源地理位置，涉及使用、產生或排放的金屬元素種類及其工藝環節、收集和凈化裝置、

排放口設置等信息。有行業大氣污染物排放標準的企業，宜重點關注行業特征污染物。

7.2.4結合目標區域污染源分布和區域管理需求，規劃走航監測路線。宜沿工業園區內部、邊界、廠

界或城市道路進行監測。根據需要，可參考HJ/T55要求在目標污染源周邊及其下風向處進行監測。需

要進一步監測無組織排放廢氣濃度情況、進行污染溯源的，可在廠區內部進行監測，在確保安全和符合

區域管理要求前提下，盡量靠近生產廠房或無組織排放源。

7.3監測實施

7.3.1按照規劃路線開展走航監測，必要情況下可對路線進行適當調整。走航監測速度一般不超過40

km/h，獲取監測數據的頻率不低于每10s一條，數據頻率可調整。

7.3.2監測過程中發現相對高值時，可在該點位附近進行巡查或停車定點監測至少1min。條件允許時，

宜靠近疑似污染源開展監測。

7.3.3記錄監測點位金屬元素或特別關注的污染物濃度最高值，以及對應監測時間、GPS坐標、所處

道路位置、污染物組分、氣象特征等信息。結合7.2.3調研結果，初步判斷污染來源。

7.3.4根據需要對污染點位進行復測。可利用其他金屬元素監測設備進行現場測定或手工采樣帶回實

驗室分析，具體方法應滿足相關的國家、地方或行業標準。分析結果可與7.3.3所記錄的信息結合進行

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綜合分析，評估該監測點位的污染特征，進行污染溯源。

8結果計算與表示

8.1定性分析

8.1.1根據ICP-MS質譜測到的離子的質荷比進行定性。

8.1.2因離子質荷比相同或相近而無法區分的物質，應結合7.2.3中調查得到的監測點位周邊排放

企業的生產物資使用情況，對定性結果進行判斷。

8.2定量分析

8.2.1通過外標校準曲線法或內標校準曲線法進行定量分析。根據物質響應值和相應的校準曲線，

計算得到金屬元素的含量，以ng/m3表示。

8.2.2對于在儀器上有響應、可定性分析，但標準氣體中沒有的金屬元素，優先選擇分子量接近、

結構接近或保留時間接近的物質作為參考物，進行半定量分析，或根據需求選取某一物質作為半定

量參考物。半定量物質及參考物質應在結果報告中標注。

8.3結果表示

8.3.1本文件所使用的濃度單位均為ng/m3。當測定結果小于10ng/m3時，小數點后至少保留一位；

當測定結果大于10ng/m3時，小數點后至少保留兩位。報告中應列出所有監測到的金屬元素。

8.3.2按式（1）加和所監測到的金屬元素質量濃度，計算金屬元素的總濃度，計算時某一分子量

物質濃度不得重復計算。

………（1）

式中：

??=

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