雾霾特征污染物(PM2.5)监测和成分分析操作手册

附件6：雾霾特征污染物(PM2.5)监测和成分分析操作手册一、监测点二、仪器与材料1、PM中、大流量采样器：切割粒径Da50=〔2.5±0.2〕μm；捕集效率的几何标准差为σg=1.5±0.1；采样流速≥100 L/min。

每个采样点至少配备3台中、大流量PM采样器〔1台用于玻纤滤膜采样、1台用于石英滤膜采样、1台备用及进行平行样测定〕。

2、采样亭〔棚〕：采样亭〔棚〕上部有挡板，用于遮蔽雨雪；上部挡板与进气口距离距离≥0.5m，四周采用百叶窗结构，便于周围空气正常流动；下部具有排气孔，采样器排气孔可以直接通向采样亭〔棚〕外；采样器进气口距离地面高度≥1.5m；多台进气口间距离约为1m。

以下图是采样亭设计的一个实例。

图1 采样亭结构图3、滤膜：直径90mm，包括玻璃纤维滤膜和石英纤维滤膜。

滤膜对标准粒子的截留效率不低于99.7%；在气流速度为时，单张滤膜阻力不大于3.5 Kpa；在此气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5h，每平方厘米的失重不大于。

➢玻璃纤维滤膜：用于PM质量浓度及多环芳烃成分分析。

➢石英纤维滤膜：用于PM重金属和阳阳离子成分分析。

4、分析天平：感量0.01mg。

5、静电去除器：用于滤膜称量前去除静电。

6、滤膜保存盒：用于存放滤膜，应使用对测量结果无影响的惰性材料制造，对滤膜不粘连，方便取放。

7、恒温恒湿箱〔室〕：箱〔室〕内空气温度在〔15-30〕℃范围可调，控温精度±1℃。

箱〔室〕内空气相对湿度控制在〔50±5〕%。

恒温恒湿箱〔室〕可连续工作。

8、流量计：对≥100 L/min流量的测量误差≤2%。

9、PM采样器流量校准连接器：用于连接PM采样器与电子流量计，进行实际采样流量的校准。

10、温度计：用于测量环境空气温度，校准采样器温度测量部件；测量范围〔-30～50〕℃℃。

11、气压计：用于测量环境大气压，校准采样器大气压测量部件；测量范围〔50～107〕kPa，精度：±0.1kPa。

12、硅油或真空脂：使用前需确认不会对滤膜造成污染，不影响多环芳烃的测定。

13、镊子三、采样前准备1、滤膜平衡与称重玻璃纤维滤膜烘烤：用铝箔将滤膜包好，并留有开口，放入马弗炉中400℃下加热5h，目的是去除有机物及增加滤膜韧性。

注意滤膜不能有折痕；石英滤膜不需要烘烤。

将滤膜放在恒温恒湿箱中平衡至少24h 后进行称量。

平衡条件：温度〔25±1〕℃；湿度〔50±5〕% RH。

记录恒温恒湿箱平衡温度和湿度，应确保滤膜在采样前后平衡条件一致。

1.3滤膜平衡后用分析天平对滤膜进行称量。

天平室的温度和湿度应该与恒温恒湿箱保持一致；称量前应使用静电去除器去除滤膜静电。

记录滤膜质量、编号和天平室温湿度等信息，记录表参见表7-1。

滤膜首次称量后，在相同条件平衡1h 后需再次称量。

当使用中流量或小流量采样器时，同一滤膜两次称量质量之差应不大于0.04mg为满足恒重要求；以两次称量结果的平均值作为滤膜称重值，将称量后的滤膜放入滤膜保存盒中备用。

记录表参见表7-1。

2、切割器清洗及涂抹硅油〔真空脂〕切割器应定期清洗，清洗周期视空气质量状况而定；一般情况下累计采样一个周期〔168h〕清洗一次切割器；如遇扬尘、沙尘暴等恶劣天气，应及时清洗。

应进行清洗的判断标准：切割器截留板上颗粒物成土堆状堆积。

清洗后的切割器应在撞击板外表涂抹一薄层硅油〔真空脂〕。

3、采样器温度测量示值检查与校准用经校准的温度计检查采样器的环境温度测量示值误差，每次采样前检查一次，假设环境温度测量示值误差超过±2℃，应对采样器进行温度校准。

采样器大气压测定示值检查与校准用经校准的气压计检查采样器的环境大气压测量示值误差，每次采样前检查一次，假设环境大气压测量示值误差超过±1kPa，应对采样器进行压力校准。

采样流量检查用经校准的电子流量计检查采样流量，一般情况下累计采样168h 检查一次。

采样流量测定方法：在采样器中放置一张空滤膜，通过PM采样器流量校准连接器将电子流量计连接到采样器进气口，确保连接处不漏气；启动采样器抽气泵，采样流量稳定后，分别记录电子流量计和采样器的采样工况流量示值；计算采样器流量误差。

假设采样流量测量误差超过采样器设定流量的±2%，应对采样流量进行校准。

4、样品采集采样点：➢:采样点设置在进行健康影响调查的校园内。

➢采样点周围应避开污染源及障碍物，如食堂、交通道路等。

➢监测高度为〔10~15〕m，切割器应垂直放置。

➢多台采样器平行采样时，采样器的进气口间距离d=1～2m。

➢从2015年1月开始监测至2015年2月每月10-16日连续在各监测点进行空气PM采样➢其它遇到雾霾天气连续在各监测点进行空气PM采样➢每天采样时间不少于20小时➢雾霾日以当地天气预报为依据，参考中央气象台预报结果；➢在颗粒物污染严重时，建议一天采集两张滤膜，即在采样10h时更换一次滤膜。

采样操作➢采样时，将已编号、称量的滤膜用无锯齿状镊子放入洁净的采样器滤膜夹内，滤膜毛面应朝向进气方向，将滤膜牢固压紧。

➢将滤膜正确放入采样器后，设置采样时间等参数，采样时间设计20小时，采样流量设计大于100L/分，启动采样器采样。

➢采样结束后，用镊子取出滤膜，放入滤膜保存盒中，记录采样体积等信息，采样记录表参见表7-2。

样品运输与保存样品运输滤膜夹置于密闭袋中避光运输；运输过程中切勿沾湿滤膜。

样品保存➢样品采集完成后，应尽快平衡称重及进行成分提取。

➢样品于4℃密闭、避光保存，需于7日内完成多环芳烃提取；于-15℃以下密闭、避光保存，需于30 日内完成多环芳烃提取。

5、样品分析打开滤膜保存盒上盖后，将滤膜保存盒放入放在恒温恒湿箱〔室〕中，于采样前相同的温度和湿度条件下平衡24h，记录平衡温度与湿度。

在上述平衡条件下，用感量为0.01mg的分析天平称量滤膜，记录滤膜重量。

同一滤膜在恒温恒湿箱〔室〕中相同条件下再平衡1h后称重。

两次重量之差小于0.04 mg为满足恒重要求，以两次称量值算术均数作为最终样品质量。

质量浓度计算5.1.2.1 PM质量浓度计算方法见如下公式：式中：ρ——PM浓度，mg/m3；w2 ——采样后滤膜的重量，g；w1——空白滤膜的重量，g；v0，273K〕下的采样体积，m3。

5.1.2.2 PM日均浓度计算5.1.2.2.1 单张滤膜采样时，公式结果即为PM日均浓度。

5.1.2.2.2 同一天前后采集两张滤膜时，按照如下公式计算PM日均浓度：ρ =(ρ1 ×t1+ ρ2 ×t2)/(t1+t2)中：ρ——PM日均浓度，mg/m3；ρ1——第一张采样滤膜计算的PM浓度，mg/m3；ρ2——第二张采样滤膜计算的PM浓度，mg/m3；t1——第一张滤膜采样时间，min；t2——第二张滤膜采样时间，min；5.1.3 原始记录保存及结果上报➢需要上报的PM质量浓度监测结果表格见表7-3。

➢PM采样及质量浓度测定原始记录各监测点需自行保存备查。

5.1.4 质量控制和质量保证5.1.4.1监测仪器管理建立监测仪器管理制度，操作中使用的仪器设备应定期检定、校准和维护。

如，天平、恒温恒湿箱、温度计、湿度计、气压计、流量计、分析天平的校准周期均不应超过一年5.1.4.2空白试验5.1.4.2.1实验室空白5.1.4.2.1.1每批大约20张玻璃纤维滤膜取1张进行多环芳烃空白试验，空白中萘、菲<50ng，其他多环芳烃<10ng。

5.1.4.2.1.2每批大约20张石英滤膜取1张进行重金属及阴阳离子空白试验，空白滤膜的测定值不得大于方法的测定下限〔测定下限为方法检出限的4倍〕。

5.1.4.2.2现场空白：采样过程中应配置空白滤膜，空白滤膜应与采样滤膜一起进行恒重、称量，并记录相关数据。

空白滤膜应和采样滤膜一起被运送至采样地点，不采样并保持和采样滤膜相同的时间，与采样后的滤膜一起运回实验室。

5.1.4.2.2.1空白滤膜前、后两次称量质量之差应远小于采样滤膜上的颗粒物负载量〔≤2%〕，否则此批次采样监测数据无效。

5.1.4.2.2.2滤膜现场空白的重金属及多环芳烃测定值要求同实验室空白。

5.1.4.3采样前质量控制5.1.4.3.1玻璃纤维滤膜烘烤：用铝箔将滤膜包好，并留有开口，放入马弗炉中400℃下加热5h，目的是去除有机物及增加滤膜韧性。

注意滤膜不能有折痕。

5.1.4.3.2称重前滤膜平衡：将滤膜放在恒温恒湿箱中平衡至少24h 后进行称量。

平衡条件：温度〔25±1〕℃；湿度〔50±5〕% RH。

记录恒温恒湿箱平衡温度和湿度，应确保滤膜在采样前后平衡条件一致。

5.1.4.4采样过程质量控制5.1.4.4.1滤膜安装前均需进行检查，滤膜应边缘平整、厚薄均匀、无毛刺，无污染，不得有针孔、褶皱或任何破损。

5.1.4.4.2向采样器中放置和取出滤膜时，应使用非金属无锯齿状镊子。

5.1.4.4.3每次采样前均需检查采样器的环境温度测量示值误差〔应不超过±2℃〕和气压测量示值误差〔应不超过±1kPa〕，累计采样 168h检查一次采样流量〔应不超过设定流量的±2%，否则需校准后再进行采样。

5.1.4.4.4要经常检查采样头是否漏气。

当滤膜安放正确，采样系统无漏气时，采样后滤膜上颗粒物与四周白边之间界限应清晰，如出现界线模糊时，则说明滤膜安装处有漏气，应更换滤膜密封垫、滤膜夹。

该滤膜样品作废。

5.1.4.4.5采样结束后，取出滤膜时要格外小心，防止滤料上样品脱落。

5.1.4.4.6采样时，采样器的排气应不对 PM浓度测量产生影响，即在采样亭设计时要确保良好的通风效果，防止采样亭中采样器排出气再次进入采样器进气口；可通过采样亭采样及露天采样结果的比较进行检验。

5.1.4.4.7对电机有电刷的采样器，应根据以往电刷的使用寿命，尽可能在电机由于电刷原因停止工作前更换，以免采样失败。

更换电刷后要重新校准流量。

新更换电刷的采样器应在负载条件下运转1h，待电刷与转子的整流子良好接触后，再进行流量校准。

5.1.4.4.8每批样品〔每月7天样品为1批〕中平行样数量不得低于10%，平行样的测定值之差与平均值比较的相对偏差不得超出10%，结果以算术均值表示。

5.1.4.5称量过程质量控制5.1.4.5.1每次称量前应按照分析天平操作规程校准分析天平。

5.1.4.5.2天平室的温湿度条件应与滤膜平衡条件相一致[温度〔25±1〕℃；湿度〔50±5〕% RH]。

对于无法控制天平室温湿度的实验室，应尽量选择在与平衡条件接近的环境条件下进行称量，并且尽量减少称量时间。

5.1.4.5.3空白滤膜首次称量时应将滤膜外表碎屑抖落或用毛刷轻轻刷掉，还用检查滤膜完整性，不应有针孔、褶皱或任何破损。