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1、1 实验报告实验报告 实验名称： 大气中悬浮颗粒物的测定 实验类型： 定量实验 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与仪器（必填） 四、操作方法和实验步骤（必填） 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求一、实验目的和要求 1、掌握中流量总悬浮颗粒物采样器的使用； 2、掌握重量法测定大气中总悬浮微粒（TSP） 、PM2.5、PM10的方法。 二、实验内容和原理二、实验内容和原理 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
2、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。 1 1、基本概念基本概念 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物(TSP)(TSP)：悬浮在空气中，空气动力学当量直径100m 的颗粒物。以每立方米空气中总悬 浮颗粒物的毫克数表示。 可吸入颗粒物可吸入颗粒物(PM(PM1010） ：空气动力学当量直径10 微米的颗粒物，可以被人体吸入，沉积在呼吸道、肺泡 等部位从而引发疾病。 细颗粒物（细颗粒物（PMPM2.52.5） ：空气动力学当量直径2.5 微米的颗粒物。 2 2、浓度限值、浓度限值（ 环境空气质量标准环境空气质量标准GB3095GB3095- -20122012） 项目 平
3、均时间 浓度限值g/m3 一级（一类区适用） 二级（二类区适用） TSP 年平均 80 200 24 小时平均 120 300 PM10 年平均 40 70 24 小时平均 50 150 PM2.5 年平均 15 35 24 小时平均 35 75 3 3、测定原理、测定原理 颗粒物通过 TSP、PM2.5、PM10切割器受惯性作用，较大颗粒被底部玻璃纤维滤膜捕获，小于 100 m、2.5m 或 10m 的颗粒物随气流从侧边通道流出，被环形玻璃纤维滤膜捕获，根据采样前后滤 膜之差及采气体积计算 TSP、PM2.5、PM10的浓度。 装 订 线 2 三、实验材料三、实验材料与仪器与仪器 空气采样泵
4、、滤膜、镊子、分析天平等。 四、四、操作方法和实验步骤操作方法和实验步骤 1 1、实验步骤实验步骤 （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）采样点和采样时间确定 于 2015 年 12 月 9 日在浙江大学紫金港校区农生环组团 B 座 255 室为样地，在样地中设置采样器 3 个，天气情况不佳，中雨，温度 912。 （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。 （4）采样 以
5、 7.2L/min 的流量采集样品 12 h。记录采样流量和采样时间，同时读取现场气温和气压。用镊 子轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放入滤膜袋内。 （5）称量和计算 将采样后的滤膜称重，30s 内称完，记下滤膜重量 W1(g)，计算 TSP、PM2.5、PM10的浓度。 2 2、计算公式计算公式 悬浮颗粒物含量(mg/m 3)=(W - W 0)1000 / Vt 式中，W样品滤膜质量，g； W0空白滤膜质量，g； Vt换算为参比状态下的采样体积，m 3。 五、五、实验数据记录和结果实验数据记录和结果 1 1、数据记录及处理数据记录及处理 测量指标 采样流量 L/min 采样时间 h 采样体积
6、m 3 空白滤膜质量 g 样品滤膜质量 g 质量增加量 g 颗粒物含量 mg/m 3 TSP 7.2 1.0 0.432 0.0619 0.0622 0.0003 0.6944 PM10 7.2 1.5 0.648 0.0639 0.0653 0.0014 2.1605 PM2.5 6.5 2.0 0.780 0.0606 0.0607 0.0001 0.1282 3 3、结果结果分析分析 3 根据以上结果：可得大气中 TSP 含量为 0.6944mg/m 3, PM 10含量为 2.1605 mg/m 3，PM 2.5含量为 0.1282 mg/m 3，都远远超过一类、二类区的浓度限值。 其
7、中 PM10含量远大于 TSP 含量，因为该实验在极精确的水平上进行，可能产生该误差的原因有： 称量滤膜质量的时间超过 30s，质量不精确； 分析天平没有调平或质量没有稳定就读数； 采样地点和高度不一致，导致样本没有一致性； 采样过程中因为移动仪器或其他不规范操作导致数据出错。 研究结果表明，PM10/TSP 的重量比为 60%80%，而 PM2.5/PM10的重量比为 50%70%，PM2.5/PM10的重 量比为 30%56%。而实验所得 PM2.5占 TSP 的比例为 18.46%，较研究结果偏低，可能的原因是 PM2.5本身 就很难测定，采样时间不够可能导致其数据偏低。 六、六、讨论、
8、心得讨论、心得 1 1、注意事项、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。 2) 抽气动力和排气口应放在滤膜采样夹的下风口， 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。 4) 采样高度应高地面 3-5m。 2 2、误差分析、误差分析 1) 湿度。当日为雨天，空气湿度在 90%以上，根据不同湿度范围与总悬浮颗粒物修正值表 1，可得当日 湿度范围为90-81%，修正值为 0.004mg/m 3，将平衡前的总悬浮颗粒物浓度值直接减去修正值，可 以增加
9、实验结果的准确性； 2) 测量。用大流量法采样测量时人为误差较大，触碰滤膜和称量时都会有误差，且因为实验时间的关 系，本实验并没有在测量滤膜质量前对其进行平衡操作，对实验结果产生较大的误差； 3) 取样地点。本次实验取样地点在室内靠窗边，该位置并不能全面接触到大气，并且三个取样地点和 高度不一致，实验结果不具有重演性和比较性。 3 3、测定方法比较、测定方法比较 目前，总悬浮颗粒物自动监测仪器有两种不同的分析方法：-射线衰减 TSP 测尘仪和 TEOM 微量振 荡天平测尘仪，与本实验采用的经典的大流量法对比进行讨论 2： 大流量采样法是一种手工测量的方法，其优点是日均浓度检出限较低、准确度较高
10、，其滤膜可用于 组分分析；其缺点是仪器维护工作量较大，费时费力，需要花费大量人工、交通工具来完成分析过程， 且质量控制较烦琐，容易引起人为测量误差。因此该法无法适应空气质量日报与预报的技术要求。 -射线衰减 TSP 测尘仪是一种间接的测量方法，其检出限与准确度与大流量法相当，优点是原理 简单，容易操作与维护；但缺点是最小仅可测量到小时均值，无法实现在线实时监测，且滤膜无法用于 组分分析，且仪器工作的湿度条件只能小于 95%，我国南方潮湿多雨的天气会严重影响测量结果。 TEOM 微量振荡天平测尘仪是一种直接测量空气中尘质量浓度的方法， 其灵敏度与准确度均较上述两 种仪器高出一个数量级，并且能够实现实时在线监测，无需再校准、无放射性源、可自动进行温度和压 1 陈紫燕, 韩雪梅. 湿度对空气质量监测中总悬浮颗粒物量值的影响J. 干旱环境监测, 2004, 18(02):124-126. 2 庄马展,吴宇光,周志林,杨青,庄世坚. 空气中总悬浮颗粒物的三种测定方法比较J. 环境化学,2000,02:170-175. 4 力补偿，保证采样流量始终如一；但是，由于该仪器是为测定 PM10而设计的，雨天测量 TSP 时在空气比 较干净的地区有时会出现小时均值为负值的现象，影响实际结果的判定。 综合比较三种方法，可见在实验条件能保证的情况下，TEOM 法明显优于其他两种方法。