浅谈环境空气中总悬浮颗粒物的测定

检测人王大锤

2023/08/01
大锤环境监测小队

私聊

气体检测

【前言】环境空气总悬浮颗粒物（Total Suspended Particle，TSP）指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物，它是大气质量评价中的一个重要的污染指标。颗粒物的来源分为自然及人为来源，人为来源如工业燃料燃烧、工业窑炉、生产性粉尘、民用燃煤（燃气）锅炉等。颗粒物中含有大量的污染物，对于机体有损害作用，如半挥发性有机物（SVOCs）、多环芳烃、有机氯、重金属等等，多环芳烃是一类对生物具有致癌、致畸和致突变作用的有机物，对于环境和人体的危害很大。由于该项目没有标准物质，本文采用多台同型号采样设备在同一地点同时采样，计算样品结果的相对标准偏差，进而得到实验室内的精密度。

【关键词】总悬浮颗粒物；环境空气

一、方法原理

通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，使环境空气中的总悬浮颗粒物被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。

二、仪器名称及型号

电子天平：MS105DU

恒温恒湿称重系统：RG-AWS9

空气/智能TSP采样器：崂应2050型

多功能气象仪：Kestrel5500

智能高精度综合标准仪：崂应8040型

三、耗材

滤膜：材质，玻璃纤维；尺寸，直径90mm。

四、分析步骤

①采样前滤膜检查：滤膜称量前，对每片滤膜进行检查。滤膜边缘平整，表面无毛刺、无针孔、无松散杂质，且没有折痕。

②采样前滤膜称量：将滤膜放在恒温恒湿设备中平衡24h后称量。平衡条件为：温度取25℃，湿度控制在(50%±5%)RH范围内。滤膜平衡后用实际分度值为0.00001g分析天平对滤膜进行称量，每张滤膜称量两次，两次称量间隔至少1h。两次重量之差小于0.1mg；以两次称量结果的平均值作为滤膜称量值。当两次称量之差超出以上范围时，将相应滤膜再平衡至少24h后重新称量两次，若两次称量偏差仍超过以上范围，则该滤膜作废。记录滤膜的质量和编号等信息。滤膜称量后，将滤膜平放至滤膜袋中，不能将滤膜折叠，待采样。

③采样：采样前，现场使用流量校准器对采样器的采样流量进行检查。

使用6台采样器同时在同一采样点进行采样，采样时长为 24 h。

采样流量检查通过后，打开采样头，取出滤膜夹。用清洁无绒干布擦去采样头内及滤膜夹的灰尘。将经过检查、称重后的滤膜放入洁净采样夹内的滤网上，滤膜毛面应朝向进气方向，将滤膜牢固压紧至不漏气。安装好采样头，设置采样时间，启动采样。采样结束后，打开采样头，取出滤膜，将滤膜尘面朝上，平放入滤膜盒中。滤膜采集后，妥善保存后运送至实验室。运输中不得倒置、挤压或发生较大的震动。

④采样后滤膜称量：对每片滤膜进行复查，复查合格后滤膜的平衡时间、温湿度环境条件与采样前滤膜的平衡条件一致，称重。

五、计算

按照上式计算总悬浮颗粒物浓度，并计算6个平行结果的标准偏差。

六、精密度计算结果

精密度验证结果

TSP		参比体积（m³）	颗粒物增重（mg）	结果（μg/m3）	平均值（μg/m3）
测定结果（μg/m³）	1	145724.0	20.34	139.6	144.5
	2		21.42	147.0
	3		19.65	134.8
	4		22.37	153.5
	5		24.15	165.7
	6		18.42	126.4
相对标准偏差RSD（%）		9.7

七、结论

①检测结果实验室内标准偏差为9.7%。

②标准偏差是由多种因素引入的，如采样器采样过程、滤膜的运输、天平的称量、采样地点TSP浓度的均匀性等等，都会直接对结果产生影响。

③滤膜平衡24 h后，两次称量相差在0～0.3 mg 之间，波动较大，称量结果并不稳定。

④采样后滤膜上的颗粒物中可能含有半挥发性有机物，长时间放置可能会有损失，导致结果偏低。

⑤运输过程中产生的颠簸、摇晃等有可能会使部分颗粒物脱落，导致数据结果偏低。