实验七 环境空气中颗粒物的测定

实验报告

课程名称：环境监测实验实验类型：综合实验

实验项目名称：环境空气中颗粒物的测定

实验地点：环资B座实验日期：2018年10月25日

一、实验目的和要求（必填）

二、实验内容和原理（必填）

1.总悬浮颗粒物total suspended particle (TSP)

指环境空中空气动力学当量直径小于等于100 μm的颗粒物。悬浮颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要染指标。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。在我国甘肃、新疆、陕西、山西的大部分地区，河南、吉林、青海、宁夏、内蒙古、山东、四川、河北、辽宁的部分地区，总悬浮颗粒物污染较为严重。

Da = Dp√ρp

Dp:颗粒物的真实直径ρp:颗粒物的密度

粒径小于100μm的称为TSP，即总悬浮物颗粒；粒径小于10μm的称为PM10，即可吸入颗粒。TSP和PM10在粒径上存在着包含关系，即PM10为TSP的一部分。国内外研究结果表明，PM10/TSP的重量比值为60—80%。在空气质量预测中，烟尘或粉尘要给出粒径分布，当粒径大于10μm时，要考虑沉降；小于10μm时，与其他气态污染物一样，不考虑沉降。所有烟尘、粉尘联合预测，结果表达TSP，仅对小于10微米的烟尘、粉尘预测，结果表达为PM10。

大气中TSP的组成十分复杂，而且变化很大。燃煤排放烟尘、工业废气中的粉尘及地面扬尘是大气中总悬浮微粒的重要来源。TSP是大气环境中的主要污染物，中国环境空气质量标准按不同功能区分3级，规定了TSP年平均浓度限值和日平均浓度限值。

空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”，去掉10微米以上的颗粒物，剩下的就是“可吸入颗粒物”。

2.大气总悬浮颗粒物的测定

1)主题内容适用范围

本方法适合于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。本方法的检测限为0.001 mg/m',总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10kPa时，本方法不适用。

2)原理

通过具有一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100 μm的悬浮颗粒物被阻留在已恒重的滤膜上。根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的恢度。滤膜经处理后，进行组分分析。

3.β射线吸收法

将PM2.5收集到滤纸上，然后照射一束β射线，射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减，衰减的程度和PMI2.5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的

重量。

4.微量振荡天平法

在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在其振荡端安装可更换的滤膜，当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量。

5.红外粉尘传感器和激光粉尘传感器

激光散射法由专用的激光模块产生一束特定的激光，当颗粒物经过时，其信号会被超高火敏的数字电路模块检测到，通过对信号数据进行智能识别分析得到颗粒计数和颗粒大小，根据专业的标定技术得到粒径分布与质量浓度转换公式，最终得到测定结果。

三、操作方法与实验步骤

(1)大气总悬浮颗粒物的测定

1.采样器的流量校准:用孔口校准器进行校准。

2.滤膜准备:每张龙膜均用X光看片机进行检查，不得有针孔或任何缺陷。将滤膜放

在平衡室内平衡24h，迅速称重,保存于保存盒中。

3.将称量过的滤膜绒面向上，放在滤膜支持网上放上滤膜夹，对正，拧紧，使不漏气，

按规定流速启动采样。

4.样品采集完后，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向内，将滤膜对折，放入试膜袋中。

取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不消晰、滤膜安裝歪斜(说

明漏气)，则需重新采样。

5.尘膜的平衡及称量:与干净滤膜平衡条件一致，将尘膜在平衡室内平衡24h，称量

6.颗粒物含量计算：

TSP(μg/m3)=(W1-W0)/(Qn*t)

式中：t_累积采样时间；QN_采样平均抽气流量(标)，Nm3/min；

7.结果表示：mg/m3结果保留小数点后三位；

(2)环境空气PM10的测定

1.采样器的流量校准:用孔口校准器进行校准。

2.滤膜准备:每张滤膜均用X光看片机进行检查，不得有针孔或任何缺陷。将滤膜放

在平衡室内平衡24h,迅速称重(W.)，保存于保存盒中。

3.将称量过的滤膜绒面向上，放在滤膜支持网上放上滤膜夹，对正，拧紧，使不漏气，

按规定流速(美国8L/min)启动采样。

4.样品采集完后，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向内，将滤膜对折，放入滤膜袋中。

取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜(说明

漏气)，则需重新采样。

5.尘膜的平衡及称量:与干净滤膜平衡条件致，将尘膜在平衡室内平衡24h,称量(W)。

6.颗粒物含量计算：

PM2.5(μg/m3)=(W1-W0)/(Qn*t)

式中：t_累积采样时间；QN_采样平均抽气流量(标)，Nm3/min；

7.结果表示：mg/m3结果保留小数点后三位；

四、实验结果与分析（必填）

(1)实验结果

1.

V=365*8*0.001=2.92m3(22℃)

换算成标准状态体积V’=2.72m3

ρ=0.183mg/m3=183μg/m3

2.重量法测定PM10

ρ=0.110mg/m3=110μg/m3

(2)实验分析

根据环境空气质量标准（GB3095-2012），所采样的地方属于二类区，其总悬浮颗粒物TSP的限值为300μg/m3(24小时平均)；PM10限值为150μg/m3(24小时平均)。测定结果的TSP与PM10皆符合标准。

五、实验讨论

本次实验结果可能存在的问题；

1)采样器未先进行流量校准，故计算出的采样体积可能出现误差。

2)滤纸称量前未经过平衡式放置，因此会出现较大误差。