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氣體和顆粒排放物的試驗臺測量檢測

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發(fā)布時間：2025-08-25 18:38:23 更新時間：2025-08-24 18:38:24

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

氣體和顆粒排放物的試驗臺測量檢測：技術(shù)、儀器與標(biāo)準(zhǔn)詳解

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，氣體和顆粒排放物的精確測量已成為保障環(huán)境質(zhì)量、確保設(shè)備安全運行以及符合國家與國際環(huán)保法規(guī)的重要環(huán)節(jié)。隨著全球?qū)諝赓|(zhì)量問題的關(guān)注日益提升，尤其是在城市大氣污染治理、機動車尾氣排放控制以及工業(yè)煙氣凈化系統(tǒng)優(yōu)化方面，試驗臺測量檢測技術(shù)的發(fā)展顯得尤為關(guān)鍵。氣體排放物主要包括二氧化碳（CO?）、氮氧化物（NO?）、硫氧化物（SO?）、一氧化碳（CO）以及揮發(fā)性有機化合物（VOCs）等；顆粒排放物則涵蓋PM10、PM2.5、黑碳以及超細(xì)顆粒物（UFPs）等。這些污染物不僅影響人體健康，還對氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅。因此，通過科學(xué)、系統(tǒng)的試驗臺測量方法，對排放物進(jìn)行實時、準(zhǔn)確的檢測，已成為科研機構(gòu)、環(huán)保部門和制造企業(yè)不可或缺的技術(shù)支撐。試驗臺測量通過模擬實際工況條件，如發(fā)動機運行狀態(tài)、燃燒過程、排氣溫度與壓力等，為排放物的生成機理研究、減排技術(shù)驗證及產(chǎn)品認(rèn)證提供可靠數(shù)據(jù)支持。本篇文章將圍繞氣體和顆粒排放物的檢測項目、關(guān)鍵檢測儀器、先進(jìn)檢測方法以及相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入闡述，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供全面、實用的技術(shù)參考。

主要檢測項目

氣體和顆粒排放物的試驗臺檢測涵蓋多個核心項目，具體包括：

氣體污染物濃度檢測： 如NO?、CO、CO?、SO?、O?、CH?等，用于評估燃燒效率與污染程度。
顆粒物質(zhì)量濃度（PM）測量： 包括PM10、PM2.5，用于評估空氣顆粒物污染水平。
顆粒物數(shù)量濃度分析： 特別是超細(xì)顆粒物（UFPs，<100 nm），反映引擎或燃燒過程中的納米級顆粒生成情況。
顆粒物化學(xué)組分分析： 如碳黑（BC）、有機碳（OC）、元素碳（EC）、多環(huán)芳烴（PAHs）等，用于識別污染來源和毒性。
顆粒物粒徑分布測量： 通過粒徑譜儀獲取不同粒徑段的顆粒物分布，揭示其形成與演化機制。

關(guān)鍵檢測儀器

為實現(xiàn)上述檢測項目，試驗臺系統(tǒng)通常配備多種高精度檢測設(shè)備，主要包括：

非分散紅外分析儀（NDIR）： 用于CO、CO?的濃度測量，具有響應(yīng)快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
化學(xué)發(fā)光法分析儀（CLD）： 高靈敏度檢測NO和NO?，廣泛應(yīng)用于機動車和工業(yè)排放檢測。
紫外熒光法分析儀（UVF）： 用于SO?的精確測量，適用于低濃度檢測。
激光散射顆粒物計數(shù)器（PMD）： 通過光散射原理實時測量顆粒物數(shù)量濃度與粒徑分布。
氣溶膠質(zhì)譜儀（AMS）： 實時分析顆粒物的化學(xué)成分，適用于復(fù)雜組分的定性與定量分析。
掃描電遷移率粒徑譜儀（SMPS）： 結(jié)合電遷移率與光散射技術(shù)，可精確測量納米級顆粒物的粒徑分布。
濾膜采樣系統(tǒng)與熱脫附-質(zhì)譜聯(lián)用（TD-MS）： 用于后續(xù)實驗室分析顆粒物中的PAHs、揮發(fā)性有機物等。

常用檢測方法

試驗臺測量中，依據(jù)檢測目標(biāo)和設(shè)備條件，主要采用以下幾種方法：

瞬時采樣法： 在特定工況下快速采集排氣樣品，適用于點測或快速響應(yīng)分析，常用于發(fā)動機臺架測試。
連續(xù)實時監(jiān)測法： 通過在線分析儀實現(xiàn)排放物濃度的連續(xù)、實時數(shù)據(jù)采集，適用于動態(tài)工況（如瞬態(tài)循環(huán)測試）。
稀釋采樣法（Dilution Sampling）： 在排氣中引入潔凈空氣進(jìn)行稀釋，以降低溫度并防止顆粒物凝聚，確保測量結(jié)果真實反映原始排放狀態(tài)。常用于重型車輛和工業(yè)鍋爐排放測試。
熱力脫附-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（TD-GC-MS）： 用于顆粒物中有機污染物的分離與鑒定，適用于復(fù)雜成分分析。
多通道同步測量法： 同時使用多種儀器對多種污染物進(jìn)行并行檢測，提升數(shù)據(jù)一致性與效率。

相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測結(jié)果的可比性與權(quán)威性，國際與國內(nèi)均制定了嚴(yán)格的排放檢測標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》： 規(guī)定了輕型汽車在試驗臺上進(jìn)行排放檢測的限值與方法，包括瞬態(tài)工況法（WHSC）和穩(wěn)態(tài)工況法（WHTC）。
聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（UN ECE）R83法規(guī)： 涉及車輛排放測試程序，涵蓋氣體和顆粒物排放的測量要求。
ISO 11850:2011《道路車輛—排氣中顆粒物的測量—稀釋采樣法》： 提供顆粒物采樣與測量的國際標(biāo)準(zhǔn)方法。
EN 13284-1:2012《環(huán)境空氣—顆粒物的測量—重量法》： 用于顆粒物質(zhì)量濃度的實驗室稱重分析。
SAE J1766 & SAE J1834： 美國汽車工程師學(xué)會制定的發(fā)動機臺架排放測試標(biāo)準(zhǔn)，廣泛用于柴油機與汽油機的排放研究。

此外，對于工業(yè)源排放，如電廠、鋼鐵廠、水泥廠等，還需遵循《固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法》（HJ/T 397）與《固定污染源煙氣（SO?、NO?、顆粒物）連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75）等標(biāo)準(zhǔn)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的合法性與可追溯性。