TSP-PM10等测定

1一、空气中TSP、PM10、PM5及PM2.5的测定实验总悬浮颗粒物简称TSP，是指空气中空气动力学直径小于100μm的颗粒物。测定TSP采用重量法。所用的采样器按采气量大小，分为大流量采样器和中流量采样器。方法的检出限为0.001mg/m3。本实验选用中流量采样法。1．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，空气中粒径小于100μm的悬浮颗粒物，被截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，计算出TSP的质量浓度。PM10、PM5及PM2.5的测定原理与之相同，但需要采用不同切割特性的采样器。2．仪器⑴中流量采样器：采样器采样口的抽气速度为0.3m/s，采气流量（工作点流量）为100L/min。⑵滤膜：超细玻璃纤维滤膜或聚氯乙烯等有机滤膜，直径9cm。滤膜性能：滤膜对0.3μm标准粒子的截留效率不低于99％，在气流速度为0.45m/s时，单张滤膜阻力不大于3.5kPa，在同样气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5h，每平方厘米滤膜失重不大于0.012mg。⑶滤膜袋：用于存放采样后对折的采尘滤膜。袋面印有编号、采样日期、采样地点、采样人等项栏目。⑷滤膜保存盒：用于保存滤膜，保证滤膜在采样前处于平展不受折状态。⑸镊子：用于夹取滤膜。⑹X光看片机：用于检查滤膜有无缺损。⑺打号机：用于在滤膜及滤膜袋上打号。⑻恒温恒湿箱：箱内空气温度要求在15～30℃范围内连续可调，控温精度±1℃；箱内空气相对湿度应控制在45％～55％范围内。恒温恒湿箱可连续工作。2⑼分析天平：感量0.1mg。⑽中流量孔口流量计：量程75～125L/min;准确度不超过±2％。附有与孔口流量计配套的U型管压差计（或智能流量效准器），最小分度值10Pa。⑾气压计。⑿温度计3．步骤⑴中流量采样器流量校准（用中流量孔口流量计校准）：（注：本次实验不做）新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校准；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。校准的步骤如下：①从气压计、温度计分别读取环境大气压，环境温度。②将采样器采气流量换算成标准状态下的流量。计算公式如下：11TPTPQQnnn式中：nQ－标准状态下的采样器流量，L/min;Q－采样器采气流量，L/min;1P－流量校准时环境大气压力，kPa；nT－标准状态的绝对温度，273K；1T－流量校准时环境温度，K；nP－标准状态下的大气压力，101.325kPa。③将计算的标准状态下的流量nQ代入下式，求出修正项y。abQyn式中斜率b和截距a由孔口流量计的标定部门给出。④计算孔口流量计压差值H（Pa）。nnPPTPyH112⑤打开采样头的采样盖，按正常采样位置，放一张干净的采样滤膜，将大流量孔口流量计的孔口与采样器密封连接。孔口的取压口接好U型管压差计（或3智能流量效准器）。⑥接通电源，开启采样器，待工作正常后，调节采样器流量，使孔口流量计压差值达到计算的H值，记录表格见表1。表1用孔口流量计校准采样器记录表采样器编号采样器采气流量Q（L/min）孔口流量计编号环境温度T1(K)环境大气压P1（kPa）孔口压差计算值H（Pa）校准日期校准人校准流量时，要确保气路密封连接，流量校准后，如发现滤膜上尘的边缘轮廓不清晰或滤膜安装歪斜等情况，可能造成漏气，应重新进行校准。校准合格额采样器，即可用于采样，不得再改动调节器状态。⑵空白滤膜准备①每张滤膜均需用X光看片机进行检查，不得有针孔或任何缺陷。在选中的滤膜光滑表面的两个对角上打印编号。滤膜袋上打印同样编号备用。②将滤膜放在恒温恒湿箱中平衡24h。平衡条件：温度取15～30℃中任一点，相对湿度控制在45％～55％范围内。记录平衡温度与湿度。③在上述平衡条件下称量滤膜，滤膜称量精确到0.1mg。记录滤膜重量。④称量好的滤膜平展地放在滤膜保存盒中，采样前不得将滤膜弯曲或折叠。⑶采样①打开采样头顶盖，取出滤膜夹。用清洁干布擦去采样头内及滤膜夹的灰尘。②将已编号并称量过的滤膜毛面向上，放在滤膜网托上，然后放滤膜夹，对正、拧紧，使不漏气。盖好采样头顶盖，按照采样器使用说明操作，设置好采样时间，即可启动采样。③当采样器不能直接显示标准状态下的累计采样体积时，需记录采样期间测试现场平均温度和平均大气压。④采样结束后，打开采样头，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向里，将滤膜对折，放入号码相同的滤膜袋中。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，表示采样时漏气。则本次采样作废，需重新采样。4⑷尘膜的称量及平衡①尘膜放在恒温恒湿箱中，用同空白滤膜平衡条件相同的温度、湿度，平衡24h。②在上述平衡条件下称量尘膜，尘膜称量精确到0.1mg。记录尘膜重量。4．计算1000)()/(013nVWWmmgTSP式中：1W－尘膜重量，g；0W－空白滤膜重量，g；nV－标准状态下的累积采样体积，3m。当采样器未直接显示标准状态下的累积采样体积nV时，按下式计算：60100022tTPTPQVnnn式中：Q－采样器采气流量，L/min;P2－采样期间测试现场平均大气压力，kPa；nT－标准状态的绝对温度，273K；t－累积采样时间，h；nP－标准状态下的大气压力，101.325kPa。T2－采样期间测试现场环境温度，K；滤膜称量及TSP浓度记录见表2。表2TSP滤膜称量及浓度记录表月日滤膜编号采气流量Q(L/min)采样期间环境温度T2(K)采样期间大气压P2(kPa)累积采样时间t（h）累积采样标况体积Vn(m³)滤膜重量(g)TSP浓度(mg/m³)空膜尘膜尘重5二、大气中SO2的测定本次实验采用甲醛缓冲溶液吸收－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。1．原理二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。2．仪器①空气采样器，TH-150C智能中流量气体采样器。②分光光度计：可见光波长范围在380～780nm。③多孔玻板吸收管：10ml的多孔玻板吸收管用于短时间采样。④恒温水浴器：广口冷藏瓶内放置圆形比色管架，插一支长约150mm，0～40℃的酒精温度计，其误差应不大于0.5℃。⑤具塞比色管：10ml。3．试剂⑴试验用蒸馏水。⑵环己二胺四乙酸二钠溶液C=0.050mol/L。⑶甲醛缓冲吸收液储备液。⑷甲醛缓冲吸收液。⑸氢氧化钠溶液C=1.5mol/L。⑹0.60％（m/V）氨磺酸钠溶液。⑺碘储备液C（1/2I2）=0.10mol/L。⑻碘使用液C（1/2I2）=0.05mol/L。⑼0.5％（m/V）淀粉溶液⑽碘酸钾标准溶液C=(1/6KIO3)=0.1000mol/L。⑾盐酸溶液（1+9）。⑿硫代硫酸钠储备液C(Na2S2O3)=0.10mol/L。⒀硫代硫酸钠标准溶液C(Na2S2O3)=0.05mol/L。⒁0.05％(m/V)乙二胺四乙酸二钠盐溶液。6⒂二氧化硫标准溶液。⒃0.20％(m/V)盐酸副玫瑰苯胺储备液。⒄0.05％(m/V)盐酸副玫瑰苯胺使用溶液。4．采样采样短时间采样，根据环境空气中二氧化硫浓度的高低，采用内装10ml吸收液的U型玻板吸收管，以0.5L/min的流量采样，采样时吸收液温度应保持在23～29℃范围内。5．步骤⑴标准曲线的绘制取14支10ml具塞比色管，分A、B两组，每组7支，分别对应编号，A组按下表配制标准系列。二氧化硫标准系列管号0123456二氧化硫标准使用液（ml）00.501.002.005.008.0010.00甲醛缓冲吸收液（ml）10.009.509.008.005.002.000二氧化硫（10-6g）00.501.002.005.008.0010.00B组各管中加入0.05％盐酸副玫瑰苯胺使用溶液1.00ml，A组各管分别加入0.6％氨磺酸钠溶液0.5ml和1.50mol/L氢氧化钠溶液0.5ml，混匀。再逐管迅速将溶液全部倒入对应编号并装盐酸副玫瑰苯胺使用溶液的B管中，立即具塞摇匀后放入恒温水浴中显色。在波长577nm处，用1cm比色皿，以水作参比，测定吸光度。用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式：abxy式中：y－标准溶液吸光度A与试剂空白吸光度A0之差（A-A0）;x－二氧化硫含量，10-6g；b－回归方程式的斜率;a－回归方程式的截距。⑵样品测定7所采集的环境空气样品溶液中如有混浊物，则应离心分离除去，样品放置20min，以使臭氧分离，对于本实验采用的短时间采样，将吸收管中样品溶液全部移入10ml比色管中，用少量甲醛缓冲吸收液洗涤吸收管，倒入比色管中，并用吸收液稀释至10ml标线。加入0.60％氨磺酸钠溶液0.50ml，摇匀。放置10min以除去氮氧化物的干扰，加入1.50mol/L氢氧化钠溶液0.5ml，混匀。再逐管迅速将溶液全部倒入装有1.00ml盐酸副玫瑰苯胺使用溶液的B管中，立即具塞摇匀后放入恒温水浴中显色。在波长577nm处，用1cm比色皿，以水作参比，测定吸光度。计算atsVVbVAAmmgSOC032)/,(式中：)/,(32mmgSOC－样品中二氧化硫的浓度；A－样品溶液的吸光度；0A－试剂空白溶液的吸光度；b－回归方程的斜率；tV－样品溶液总体积，ml；aV－测定时所取样品溶液体积，ml；sV－换算成标准状态下的采样体积，L.二氧化硫浓度计算结果应精确到小数点后第三位。