环境监测中标准气体使用问题的探讨

摘要：标准气体在环境监测工作中起到很重要的作用，包括校准监测仪器、仪器设备的期间核查以及参加实验室间比对考核等。本文就日常使用标准气体校准仪器设备过程中总结出一些注意要点，以供同行参考。

引言：

随着国家经济和科技的不断发展，气体被广泛应用于化工、冶金、航空航天和环保等各个领域。作为气体行业的一个重要分支，对于工业生产起到规范和发挥着质量保证的作用。标准气体（又叫校正气体）属于气态的标准物质，是高度均匀的，良好稳定和量值准确的测定标准。在环境监测过程中，标准气体可以用于校准测试仪器和质量控制计划中的期间核查，正确的使用标准气体对测试结果的准确性和可靠性提供了关键的技术保证。

1 环境监测工作的现状

1.1 监测对象

1）污染源。

2）环境状况：

环境状况一般包括下列几方面：水体；大气；噪声；土壤；作物；水产品；畜产品；放射性物质；电磁波；地面下沉；土壤盐碱化、沙漠化；森林植被；自然保护区。

1.2 监测内容

环境监测的内容，决定于监测的目的。一般说来，具体的监测内容，应根据所在地区已知的或预计可能出现的污染物质的情况，被监测的环境要素的用途，以及环境标准的要求来决定。同时为了评价测定结果和估计污染扩散状况，还必须测定一些气象参数或水文参数。

1）大气监测内容；

2）水质监测内容；

3）底质监测内容；

4）土壤和植物监测内容；

5）国务院环境保护办公室规定的必须监测内容。

1.3 监测目的

环境监测是开展环境管理和环境科学研究的基础，是制定环境保护法规的重要依据，开展环境监测的主要目的在于：

1）评价环境质量，预测环境质量变化趋势；

2）为制定环境法规、标准、环境规划、环境污染综合防治对策提供科学依据；

3）收集环境本底值及其变化趋势数据，积累长期监测资料，为保护人类健康和合理使用自然资源，以及为确切掌握环境容量提供科学依据；

4）揭示新的环境问题，确定新的污染因素，为环境科学研究提供方向。

1.4 监测信息化

现如今，我国的科学技术水平有了显著的提高，在环境检测工作中也开始应用科学技术，使得环境监测工作呈现了信息化的发展趋势。随着相关从业人员提高了环境检测信息化建设的重视程度，在实验室管理系统方面的投入也逐渐增多。近年来，大多数环境监测站都与软件开发公司合作，在环境监测管理信息系统方面进行了深入的研究，并不断加大了在研究中的投入，使得环境监测管理系统得以完善，实现了整体信息化水平的提升。环境监测信息系统的完善不可能一蹴而就，需要经过不懈的努力。虽然目前还无法做到将信息化技术完全融入到环境监测系统中，但是，为了高速、有效的进行环境监测，环境监测信息化是时代发展必不可挡的趋势。

2环境监测中标准气体使用问题

在污染源废气监测中，二氧化硫、氮氧化物等气体污染物的测试方法标准对仪器的校准提出了明确和具体的要求，相关内容有示值误差、系统偏差、零点漂移、量程漂移。最新出台的二氧化硫方法标准还要求做一氧化碳干扰实验。除此之外，每年的国家考核和省级考核都要接收到邮寄的瓶装标准气体，这些都对标准气体的使用提出了较高的要求。平常校准是采用钢瓶法直接导入分析仪取得测量结果，分析示值误差产生的原因，滤除掉给测量结果带来偏差的不利因素，就能够提高监测数据的可信度和准确性，进而更好的为环境监管部门提供有效的数据和技术支撑。对示值误差产生影响的因素有气密性、管线材质、标准气体物质、气体流量和钢瓶参数等很多内容，以下具体到六个方面逐个探讨分析。

2.1气密性检查

使用标准气体对监测仪器设备进行校准前首先应当检查气路的气密性。减压阀的松紧程度和进样管线的泄露是造成进样线路漏气的主要原因，对标准气体样品数据的准确性有着很大的影响，尤其针对低浓度标准气体的数值结果影响更大。所以在进行标气考核校准之前一定要严格检查采样管线的气密性。检查的方法很简单，对于烟气测试仪就是通过采样管线连接好仪器的烟气进气口和减压阀的出气口，在不打开标气钢瓶阀门的情况下，若仪器的采样流量示值在2min内降至表明气密性合格。

2.2合理选择气体取样管线

气密性检查合格后，需要注意气体取样管线的选择。目前仪器厂家在配货过程中已经选配好了一些进气软管，材料有乳胶管和硅胶管。因为乳胶管不耐氧化、不耐高温和腐蚀，所以目前基本以使用硅胶管为主。硅胶管的特点就是耐高低温、抗腐蚀、100%绿色环保等，使用起来也很方便。但是橡胶管也有他的局限性，尤其对大部分有机气体和含硫类的气体吸附性较强，而且它的渗透性也很强，所以千篇一律的使用各类橡胶管作为采样管线也是不可取的，这会对数据结果造成很大的偏差[1]。建议根据不同的气体性质采用铜管、不锈钢管、聚四氟管等不同的材质，而对于含硫的标准气体和样品气最好采用内涂石英的不锈钢管或硫钝化不锈钢管。

2.3标准气体的质量

标准气体作为量值溯源的重要一环，其本身的质量关系到测试校准结果的准确性。高纯原料气体的不纯净，是造成标准气体质量下降，上不了档次的一个重要原因，也是标准气体合成不确定度的极为重要的部分。所以平常采购中需要挑选那些在本行业有一定影响和资质，实力较强的单位，获得具有经过国家计量部门认可有证书的标准气体。另外，标准气体在使用过程中应当注意环境的温度，使用前一定要使钢瓶内外温度达到要求。

2.4标准气体的流量对仪器校准示值的影响

根据校准气浓度期望值的计算公式：C校=C标×F标/F校，可以看出，在烟气测试仪器流量固定的情况下，校准浓度值与标气流量有关联。如果钢瓶气体流量大于仪器泵吸收的流量，会使得校准值偏高，反之当钢瓶气体流量低于仪器泵吸收的流量，则会使得校准值偏低。所以在用钢瓶标准气体对仪器进行示值校准的时候，确保可调式转子流量计的流量和烟气测试仪的流量一致，这样可以提高仪器校准的准确性。

2.5多点校准

当参加国家组织的标准气体盲样考核或者省级考核时，为了保证烟气分析仪器测试数据的可靠性和准确性，可以采取多点校准从而确认烟气分析仪器的线性状况[2]。多点校准就是用多个已知浓度的标准气体对分析仪器进行示值的观察，从而确保仪器的曲线达到最佳的拟合。现在随着测试方法标准的变更对标气量程的要求越来越多，为了获得多种不同浓度的标准气体可以购买一瓶较高浓度的标气，通过标气分配器分配成自己需要的各个浓度标气。

2.6气体钢瓶的管理

对于气体钢瓶的管理需要注意三方面的内容。首先气瓶使用过程中应注意保证一定的剩余压力，瓶内气体不得用尽，压缩气体的剩余压力应当大于等于0.05MPa。考虑到标准气体的校准核查作用，关系到实际工作的准确性，建议气瓶的剩余压力一般为0.2MPa左右，低于这个压力，不建议用于对仪器设备进行校准。另外标准气体钢瓶应定期按照国家标准进行安全性能的检验，涉及到环境监测日常工作的氮气（零气）等惰性气体及纯度大于等于99.999%的无腐蚀性高纯气体的气瓶，要求每5年检验1次。对瓶体材料产生腐蚀作用的气体钢瓶，要求每2年检验1次。其次，在日常使用和存放过程中，要妥善固定好气瓶，防止倾倒对其造成损坏和泄露。

结束语：

总之，鉴于我国目前的环境现状，重视环境监测工作是非常必要的。在环境监测中，合理应用标准气体，能够推动环境监测工作的发展，为相关决策提供更准确的依据。