大气中总悬浮颗粒物的测定

大气中总悬浮颗粒物的测定

1引言

环境空气中悬浮颗粒物是一种常规的污染物,大气中首要污染物为可吸入颗粒物,它们对人体健康、植被生态和能见度等都有着非常重要的直接和间接影响.因此,对这类污染物的浓度进行测定是大气环境污染研究中一项重要的工作.

本实验在校园中各种不同环境进行采样分析.通过本实验,达到掌握重量法测定大气中悬浮颗粒物浓度,并了解到校园不同环境大气中悬浮颗粒的浓度的大小.

2材料与方法

2.1实验材料

中流量采样器(流量50~150L·min-1)、滤膜、镊子、恒温恒湿箱、精密电子电子称

2.2试验方法

2.2.1滤膜准备对光检查滤膜是否有针孔或其他缺陷,然后放入分析天平(精度0.1mg)中称重,记下滤膜重量W0(g),将其平放在滤膜袋内.

2.2.2采样点和采样时间确定于2015年5月1日在华南师范大学陶园附近原国防生宿舍旧址为样地,在样地中设置采样器1个.天气情况良好,多云,微风,早晚气温变化不大.

2.2.3仪器准备安装好空气采样器,打开采样头顶盖,取出滤膜夹,擦去灰尘,取出称过的滤膜平放在滤膜支持网上(绒面向上),用滤膜夹夹紧.对正,拧紧,使不漏气.

2.2.4采样以100L/min流量采样,每4小时,记录采样流量和现场的温度及大气压,用镊子轻轻取出滤膜,绒面向里对折,放入滤膜袋内.

2.2.5称量和计算将采样后的滤膜放入恒温恒湿器箱中平衡24h,然后称重,30s内称完.采样滤膜用分析天平称量(精度0.1mg),记下滤膜重量W1(g),按下式计算总悬浮颗粒物(TSP)含量.

2.3数据分析

总悬浮颗粒物含量(TSP,mg m-3)=[(W1-W0)×1000]/V r

式中:

W1—采样后滤膜重量(g);

W0—采样前滤膜重量(g);

V r—换算为参比状态下的累计采样体积(m3).

2.4结果分析

参照国家环境空气质量标准,分析测试地点的空气状况.

3结果与分析

3.1原国防生宿舍样地分析

结果如下表格所示.

表1总悬浮颗粒物浓度测定记录表

监测点原国防生宿舍旧址

日期2015年5月1日

时间7:20~17:20

采样标况流量(m3min-1)0.09020833

累积采样时间(min)480min

累积采样体积(m3)47.7

滤膜重量(g)采样前/W00.4766g 采样后/W10.4938g 样品重0.0172g

总悬浮颗粒物含量(TSP,mg m-3)=[(W1-W0)×1000]/V r=[(0.4938g-0.4766g)×1000]/47.7=0.3629mg m-3

表2我国大气环境质量标准中TSP浓度限值(mg/m3)

TSP一级标准二级标准三级标准

年平均0.080.20.3

日平均0.120.30.5

本小组样地(原国防生宿舍旧址)TSP为0.3629mg m-3,处于国家质量标准的二级标准和三级标准之间,空气悬浮颗粒含量相对较高.分析认为其主要原因如下:

①国防生宿舍拆后,样地地表裸露,风过后更容易扬尘;

②样地地表无较多绿色植物种植,对空气的净化度不高;

③过方式宿舍临近华师次级干道,平时有一定车流量,容易扬尘.

研究表明,交通车辆是城市空气颗粒物的主要来源,交通量越大,空气颗粒物浓度越高[1],所以该点经过的车辆排出大量粉尘微粒,通过气流引起大量悬浮颗粒的扬起,再加上周围绿化较差,缺少植物对粉尘的吸附,因此测得其空气悬浮粒子含量较高.

3.2不同小组间样地数据横向对比

由图1可知,西七楼下和国防生宿舍旧址的空气质量均在二级至三级之间,但国防生宿舍旧址的空气质量明显更差;生科院新院楼位于校园一隅,绿地面积大,人流车流较少,其空气质量为二级,接近一级水准.

4讨论

大气总悬浮颗粒物(TSP)的来源复杂,影响因素也很多,它既来自固定排放源又来自无组织排放,既受人群活动的影响又受到气象条件及地面植被程度等诸多因素的制约.

我们实验所测定的只是一个大体的TSP含量,而在实际防治中,往往是需要定量地计算出各个来源对环境污染的贡献值(分担率),也就是源解析.在进行源解析的方法中,最常用的是化学质量平衡法(CMB),其基本原理是质量守恒.它通过对收集的悬浮颗粒及排放源排放的颗粒样品并进行元素分析,运用数学统计的方法,最终得到各类排放源对悬浮颗粒物的贡献率[2-4].源解析的结果是制定大气污染防治规划的依据,对于确定污染治理重点,对环境管理和科学决策都有着十分重要的意义.

另外,在实际的环境监测中,一些气象条件也会影响TSP的测定结果.比如说大雨过后TSP浓度值会降低,这是

由于空气中的一些污染气体能够溶解在雨中[5].风速越大会越有利于空气中污染物质的稀释扩散,长时间的微风或静风则会抑制污染物质的扩散,使近地面层的污染物质成倍地增加[5].还有,多云、逆温等气象情况也会使TSP 浓度值升高[1].

总悬浮颗粒物主要以大气气溶胶形式存在,其中人为过程排放的细粒子占有很大比重,加上浮颗粒物在大气中悬浮时间长,沉降速度慢,因其滞留时间长富集了大多数有害物质,易沉积在人体肺部,对人体健康危害性大[6].绿化情况好的环境悬浮微粒含量相对较少,植被对粉尘的吸附作用很大,所以可以通过合理种植各类植物,加大绿化带的覆盖面积,增强对粉尘的吸附作用,阻止汽车尾气的扩散,保持良好的空气质量.

5注意事项

①最好在同一个检测点同时进行重复采样,通过重复采样,取平均值来避免偶然的人为误差;

②实验中采取的样品必须具有代表性,而对于一些无规律排放的污染源,应尽可能增长采样时间;

③操作要规范,特别是安装和卸下滤膜的操作,要保证采样前滤膜没有收到外界的污染,卸下滤纸对其进行折叠时应动作轻柔,避免微粒被抖落,减少样品量;称量的时候时间尽量短,避免滤纸吸收大气中的水分,对称量数据造成影响.

参考文献:

[1]郭二果,王成,郄光发,房城.城市空气悬浮颗粒物时空变化规律及影响因素研究进展[J].城市环境与城市生态,2010,(05).

[2]房春生,王菊,张子宜,钟宇红,董德明.化学质量平衡法在环境空气总悬浮颗粒物源解析中的应用[J].科技咨询导报,2007,(19).

[3]沈恒华,黄世鸿,李如祥.TSP的来源与气象因素对TSP测试的影响[J].环境监测管理与技术,1996,(04).

[4]柯昌华,金文刚,钟秦.环境空气中大气颗粒物源解析的研究进展[J].重庆环境科学,2002,(03).

[5]尹振东.气象条件对可吸入颗粒物浓度的影响[J].环境科学与管理,2005,(03).

[6]周有福,施林熙.空气总悬浮颗粒物中多种元素的同时测定[J].福建分析测试研究简报,2000,9(2):1234-1235.