在环境监测领域，标准气体（标气）的配置是确保监测数据准确性和可靠性的核心环节。无论是固定污染源烟气在线监测（CEMS），还是环境空气质量自动监测站（AQMS），标气的科学配置方案直接影响监测系统的性能与合规性。本文将从行业规范、配置要求、制备方法及常见问题等角度，全面解析环境监测标气的配置方案。
一、标气配置的法规与技术要求
根据《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（HJ75-2017）》，标气配置需满足以下核心要求：
- 标气种类
- 零气：需满足二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOx）浓度≤0.1μmol/mol，二氧化碳（CO₂）≤400μmol/mol，一般使用高纯氮气（纯度≥99.999%）。
- 量程标气：包括SO₂、NOx、O₂的高、中、低三种浓度标气。例如，高浓度标气为满量程的80%-100%，中浓度50%-60%，低浓度20%-30%。
- 特殊要求：若监测目标为超低排放污染源，需额外配置低于排放限值的标气。
- 标气认证与有效期
- 必须使用国家计量部门认证的一、二级标准气体，不确定度≤±2%。
- 标气需贮存在铝或不锈钢气瓶，定期检查有效期，避免过期使用。
- 稀释设备要求
- 低浓度标气可通过高浓度标气经等比例稀释装置制备，稀释精度需≤1%。
二、典型配置方案及设备选型
- 固定污染源CEMS标气配置
- 基础配置：零气瓶（高纯氮气）、SO₂量程标气、NOx量程标气、O₂量程标气各1瓶，共需至少10瓶（含高、中、低浓度）。
- 推荐容量：通常采用8L钢瓶，高纯氮气与混标（多组分标气）搭配使用。
- 环境空气质量监测站（AQMS）配置
- 核心设备：动态气体校准仪、零气发生器、多气体混合装置，支持自动校准功能。
- 标气类型：除常规污染物标气外，还需配置气象参数（温湿度、气压）校准用气体。
三、标气制备的关键技术
- 静态配气法
- 适用于小批量标气制备，通过注射器或配气瓶混合原料气与稀释气，操作简单但精度较低。
- 动态配气法
- 采用流量控制器调节原料气与稀释气的比例，实现连续供气，精度高且适用于低浓度标气制备，是CEMS的首选方法。
- 渗透管法
- 通过恒温渗透装置控制气体释放速率，适用于挥发性有机物（VOCs）等特殊标气的精准制备。
四、标气校准与维护要点
- 校准周期
- 抽取式CEMS需每3个月进行一次全系统校准，包括零点、量程漂移及示值误差检测。
- 校准流程
- 步骤：依次通入零气→高浓度标气→零气→中浓度标气→零气→低浓度标气，重复3次取均值。
- 误差控制：示值误差需按HJ75-2017附录公式计算，确保符合±2%标准。
- 设备维护
- 定期检查气瓶密封性，避免泄漏；稀释装置需每年校准，确保精度达标。
五、常见问题与解决方案
- 标气浓度偏差大
- 原因：稀释装置精度不足或气瓶过期。
- 对策：采用经计量认证的稀释设备，并建立标气有效期台账。
- 监测数据漂移
- 原因：零点未定期校准或环境温湿度波动。
- 对策：增加校准频率，配置站房恒温恒湿系统。
- 多组分标气交叉干扰
- 原因：标气混合比例不当。
- 对策：选择惰性气体（如高纯氮）作为稀释气，减少化学反应干扰。
六、总结与建议
环境监测标气的配置需严格遵循国家标准（如HJ75-2017、HJ76-2017），结合监测场景选择适配的标气种类与制备技术。企业应优先选用具备计量认证的供应商，并建立完善的标气管理与校准制度，确保监测数据的法律效力和环境管理决策的科学性。
对于复杂场景（如超低排放、VOCs监测），建议委托专业机构定制标气方案，并配备智能校准系统，以提升监测效率与合规性。
通过科学的标气配置与规范化管理，环境监测系统将更好地服务于污染治理与生态保护，助力实现“双碳”目标。
