1. 课程导入与法规框架
固定污染源废气监测是环境监测体系中技术门槛较高的一类工作。与大气环境质量监测不同，废气监测面对的是高温、高湿、含尘、带腐蚀性甚至有毒有害的管道内气流，采样位置、采样时间、采样流量、采样体积的任何一个环节出现偏差，都可能导致最终排放浓度或排放速率出现数倍误差。因此，本课程的核心不是"会操作仪器"，而是"理解采样条件为什么这样设定、流速与标况体积如何核算、数据是否可信"。
一、学习目标与核心概念
学完本课程，应当能够独立完成三件事：第一，依据标准判断某排气筒的采样断面是否满足直管段要求，并正确开设采样孔、确定采样点数目；第二，使用皮托管等设备测定断面流速，并换算为标况下的干烟气流量；第三，根据污染物方法标准确定采样流量与采样时间，核算标况采样体积，判断样品是否有效。这三件事构成一条完整的技术链：断面决定点位，点位决定流速代表性，流速决定流量，流量与时间决定标况体积，标况体积最终决定排放浓度与排放速率的计算。
几个核心概念需要先厘清。采样断面是指排气筒或烟道中垂直于气流方向、用于布置采样点的横截面；采样点则是在断面上按一定规则分布的具体测点位置。流速指烟气在断面上的轴向运动速度，单位通常为 m/s，工程上关注的是断面平均流速而非某一点流速。流量分为实际工况流量与标准状况下干烟气流量，前者随温度、压力、含湿量变化，后者才是排放核算与浓度折算的统一基准。标况体积则是采样过程中累计抽取的烟气在标准状况（通常为 273.15 K、101.325 kPa）下的干气体体积，是计算排放浓度的分母。理解"实际工况"与"标准状况"的换算关系，是整门课程的计算主线。
二、法规与标准体系框架
我国固定污染源废气监测的标准体系可分为三个层次。第一层是方法总纲，即 GB/T 16157《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》，它规定了采样位置、采样孔、采样点、流速测定、含湿量测定、颗粒物采样等基础方法，是整个体系的技术基石。第二层是监测技术规范，以 HJ/T 397《固定源废气监测技术规范》为代表，对监测前的现场调查、工况要求、采样频次、质量保证与质量控制作出系统性规定，是组织一次合规监测的行动指南。第三层是污染物排放标准与配套方法标准，如 GB 16297 大气污染物综合排放标准，以及针对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、非甲烷总烃等的专项测定方法标准，它们规定了限值、折算基准和具体分析手段。
三层标准的关系是：排放标准提出"测什么、限值多少"，技术规范规定"怎么组织监测、工况与频次如何控制"，方法总纲与专项方法规定"具体怎么测、怎么算"。实际工作中三者必须同时满足，任何一层缺失都会导致数据不被认可。例如，某企业颗粒物排放执行 GB 16297，监测时既要按 GB/T 16157 布点采样，又要按 HJ/T 397 控制生产负荷不低于设计能力的 75%，还要按相应方法标准完成滤筒的恒重与称量。
三、从标准到现场：一次监测的组织逻辑
把标准体系落到现场，第一步是资料收集与现场踏勘。需要确认排气筒数量、高度、内径或断面尺寸、材质、是否有内衬、是否存在变径与弯头、有无现成采样孔及其规格与位置、平台与电源条件、生产工序与设计产能。这一步直接决定后续能否找到合规断面。若现有采样孔位置不满足直管段要求，应在踏勘阶段提出开孔方案，而不是到现场再临时处理。
第二步是断面与点位确定。以圆形烟道为例，按 GB/T 16157 根据直径划分等面积环，测点布置在环带中心线上，测点数目随直径增大而增加；矩形烟道则按网格划分。测点距烟道内壁的距离一般不小于 0.5 m 或相应规定值，以避免边界层影响。点位确定后，应在记录中标注每个测点的编号与距壁距离，保证后续流速测定与颗粒物采样在同一组点位上对应。
第三步是参数测定与换算。现场需同步测定烟气温度、静压、动压、含湿量，必要时测氧含量用于折算。动压经皮托管系数修正后得到各点流速，再按测点代表面积加权求断面平均流速。随后由平均流速、断面积、温度、压力、含湿量计算标况干烟气流量。以一个教学示例说明：某圆形排气筒内径 1.2 m，断面积约 1.13 m²，实测断面平均流速 12.5 m/s，烟气温度 130 ℃，静压接近常压，含湿量 8%。则工况湿烟气流量约为 12.5×1.13×3600 ≈ 50850 m³/h；经温度换算与去湿后，标况干烟气流量约为 30000 m³/h 量级。上述数值为示例假设，实际应以现场逐点测定与完整换算为准。
第四步是采样与体积核算。根据污染物方法标准确定采样流量，颗粒物通常采用等速采样，气态污染物采用恒流采样。采样结束后，用累计采样时间与流量核算标况采样体积，并核对是否达到方法标准规定的最低体积。若体积不足或工况波动超限，样品应判为无效并重采。