总悬浮微粒

更新时间:2024-08-31 15:25

大气监测中将粒径小于100μm的所有液体或固体颗粒称为总悬浮微粒(即TSP)。微粒的直径(空气力学直径)在15μm或10μm以下的,称为吸入性微粒(inhaleble particles,简称IP),这些微粒能够随呼吸进入人体,危害健康。在大气中长期悬浮而不沉降,降低大气能见度;参与大气化学反应,加重污染程度。

概念

大气监测中将粒径小于100μm的所有液体或固体颗粒称为总悬浮微粒(即TSP)。

测定方法

微粒的直径(空气力学直径)在15μm或10μm以下的,称为吸入性微粒(inhaleble particles,简称IP),这些微粒能够随呼吸进入人体,危害健康。在大气中长期悬浮而不沉降,降低大气能见度;参与大气化学反应,加重污染程度。

测定总悬浮微粒多用重量法,采样方法有大流量(0.967~1.14m/min)、中流量(0.05~0.15m/min)和低流量(0.01~0.05m/min)采样法,采集到的微粒粒径大多数应在100μm以下。

用超细玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜采样,在测定总悬浮微粒重量之后,可分别测定有机物(如多环芳烃)、金属元素(如、锌、镉、、镍、等)和无机盐(如硫酸盐硝酸盐等)。

原理

采集一定体积的大气样品,通过已恒重的滤膜,悬浮微粒被阻留在滤膜上,根据采样滤膜之增重及采样体积,计算总悬浮微粒的浓度。

滤膜有效直径为80mm时,流量应为7.2~9.6m3/h;100mm时,为11.3~15m3/h,用以上流量采样,线速均为40~53cm/s。

采样方法

①滤膜的准备

将滤膜剪成直径为9cm的圆片,放入纸袋(或盒)中,称量至恒重备用。

②采样

将已恒重的滤膜,用镊子小心取出,平放在滤膜有样夹的网板上(事先用纸擦净),若用过氯乙烯滤膜,需揭去衬纸,将毛面朝上,拧紧采样夹。

如测定小时浓度,则每小时换一张滤膜;如测定日平均浓度,连续采集样品于一张滤膜上,采样后,用镊子小心取下滤膜,尘面向里,对折两次,叠成扇形,放回纸袋(或盒)中;若用过氯乙烯滤膜,则将其叠成扇形夹在衬纸中间,再放回纸袋(盒)中,并仔细记录现场采样条件。

称重方法

随着科学技术的向前发展,对环境监测要求越来越高。对于总悬浮微粒的称量方法,我国大气环境质量标准规定用下述三种方法:

恒温恒湿称量:采样前的空白滤膜和采样后的样品滤膜,置于恒温恒湿天平室内,各袋分开放置,不可重叠。待平衡24h后,称量滤膜的重量。过1h再称量,直至恒重。

②恒湿称量:将天平置于有机玻璃罩中,通入干燥氮气,保持称量过程中湿度恒定。空白滤膜、样品滤膜放在干燥器中2~4h后称量。称量前以1~1.5L/min流量向天平内通入氮气,将有机玻璃罩砝码盘处的推门推开一小缝,为出气口。通气20~30min后,关好天平门,把通气导管放在天平底座下,再通气10~20min,以后把导管放在天平左门旁,保持氮气流量0.3~0.4L/min直至称量完毕。

用长镊子夹滤膜,放在天平盘上进行称量。不要用手伸入有机玻璃罩中操作。随手关好各个推门。每步操作要敏捷。

③校正空白称量:在相对湿度小于60%的地区,可用此法称量。

将空白滤膜置天平室内,各袋分开放置不可重叠,平衡24小时后,称量至恒重。抽出5~9张作校正滤膜用。记下室温和相对湿度。采样后,将样品滤膜和校正滤膜,置天平室内,平衡24h,待相对湿度与称空白滤膜时的相对湿度之差不超过5%时,称量滤膜至恒重。

计算方法

采样后,将样品滤膜和校正膜置于于天平室内,平衡24h,待相对湿度与称空白滤膜时的相对湿度之差不超过5%时,称量滤膜至恒重。计算公式如下,

TSP(mg/m2)=(W—Wo)/ VoX100

在式中,

W——样品滤膜的质量,g;

Wo——空白滤膜的校正膜质量的平均值,g;

Vo——换算为标准状况下的采样体积,m3。

由采样前、后滤膜重量之差及采样时通过的空气总体积就可计算其体积浓度,用mg/ m3或μg/m3表示。总悬浮颗粒物的化学组成十分复杂,随来源不同而有很大差异,含有硫酸盐硝酸盐及各种对人体有害的重金属和苯并芘等多环芳烃化合物等。燃烧排烟是人为产生悬浮颗粒的重要来源,地面扬尘也有一小部分贡献。空气中总悬浮微粒的多少,反映了环境空气质量的好坏程度,国内外都将其作为空气质量的一个重要指标进行监测。

仪器设备

总悬浮微粒的测定需要准备的仪器设备有:滤膜夹(固定滤膜用。滤膜夹上有不锈钢丝网两层,为支撑滤膜用。滤膜夹可装面积为20cmx25cm的采样滤膜,滤膜的有效过滤面积为18cmx23cm)、涡流风机(以装在圆筒中的大容量涡流风机为采样动力)、定时控制器、流量控制器、流量记录器、流量校准装置、U形差示压力计、气压计、分析天平、滤膜、镊子及滤膜保存盒。

注意事项

①滤膜上积尘较多或电源电压变化时,采样流量会有波动,应随时注意检查和调节流量,采样过程中注意检查抽气动力的电机是否发热,必要时准备两台更换使用。

②抽气动力的排气口应放在采样头的下风向,必要时将排气口垫高,以避免排气将地面尘土扬起。

③称量不带衬纸的过氯乙烯滤膜时,在取放滤膜时,用金属镊子触一下天平盘,以清除静电的影响。

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