大气中总悬浮颗粒物的测定(重量法)

华南师范大学实验报告学生姓名刘璐学号20082501055专业年级、班级课程名称实验项目大气中总悬浮颗粒物的测定（重量法）实验类型验证设计综合实验时间2011年3月12日实验指导老师实验评分大气中总悬浮颗粒物的测定（重量法）一、目的意义大气悬浮颗粒物是悬浮在空气中的微小的固体和液体小滴的混合物，是雾、烟和空气尘埃的主要成分，其浓度达到一定程度后会导致人体产生一系列疾病，是危害人体健康的主要污染物。测定分析大气中总悬浮颗粒物的含量，对我们治理大气污染和保护人类自身健康十分重要。二、采样测定方法1、仪器和材料中流量采样器（流量80-120L/min），分析天平（精度0.1mg），滤膜（聚氯乙烯滤膜），镊子2、测定方法（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：选取华南师范大学正门为采样点，采样时间为2011年3月12日上午8点至晚上20点，天气情况良好，多云，微风，早晚气温变化不大。（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100L/min流量采样，每4小时，记录采样流量和现场的温度及大气压，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：采样滤膜用分析天平称量(精度0.1mg)，记下滤膜重量W1（g），按下式计算总悬浮颗粒物（TSP）含量：TSP含量（mg/m3）=（W1-W0）×1000Vr其中，W1—采样后滤膜的重量（g）；W0—采样前滤膜的重量（g）；Vr—换算为参比状态下的累计采样体积（m3）。三、结果与分析表1一天内不同时间段华师正门大气总悬浮颗粒物（TSP）含量大气压（kPa）平均温（℃）采样前滤膜的重量W0（g）采样后滤膜的重量W1（g）样品重量（g）累计采样体积Vr（m3）总悬浮颗粒物（TSP）含量（mg/m3）8:00-12:00102.522.90.34880.35740.008623.80.361312:00-16:00102.224.70.34950.35730.007822.90.340616:00-20:00101.823.50.34530.35640.011122.00.5045郭二果等的研究表明，交通车辆是城市空气颗粒物的主要来源，城市交通量越大，空气颗粒物浓度越高[1]。由于我们采样的地点选在华师正门，紧挨广州的交通主干道——中山大道，而且正门口便是公交车站，因此不同时间段内的车流量是决定该时间内大气总悬浮颗粒物含量的主要因素。从上表的数据可以看出，同一天内从8:00-20:00的12个小时里，16:00-20:00这个时间段内大气中总悬浮颗粒物含量最多；8：00-12:00内次之；12：00-16:00这个时间段内最少。也就是说，在16:00-20:00内车流量最大；8：00-12:00内次之；12：00-16:00内最少。根据郭二果等的研究，城市空气悬浮颗粒物水平在一天内一般呈现双峰双谷型，在早晚各出现一次高峰值[1]。而我们的数据显示，早上（8：00-12:00）大气总悬浮颗粒物（TSP）含量远少于晚上（16:00-20:00），却和中午（12:00-16:00）接近。原因可能是我们采样的时间为星期六，是休息日。早上，虽然会有少部分家庭出门，但那些工作日里上班外出的人很多却选择了在家休息，出行的时间推到了中午或下午，另外中午有一些外出回来的车辆，故早上车流量要比平时少，TSP含量也会相对减少；而中午虽相对于平时工作日大部分人在午睡而不出门，其车流量有所增加，但仍是一天车流量的低谷时段，TSP含量最低。至于晚上，那些白天外出的车辆回来，还有，在周末的夜晚有不少人会出外与朋友相聚狂欢，所以晚上的车流量最大，TSP含量最高。当然，温度和气压也会对测量结果产生影响，一般来说，温度升高，气压升高时，TSP浓度值会增大[1]，但由于我们实验的一天内温度和气压的变化值不大，因此在这里就不做考虑了。四、讨论大气总悬浮颗粒物（TSP）的来源复杂，影响因素也很多，它既来自固定排放源又来自无组织排放,既受人群活动的影响又受到气象条件及地面植被程度等诸多因素的制约。我们实验所测定的只是一个大体的TSP含量，而在实际防治中，往往是需要定量地计算出各个来源对环境污染的贡献值（分担率），也就是源解析。在进行源解析的方法中，最常用的是化学质量平衡法（CMB），其基本原理是质量守恒。它通过对收集的悬浮颗粒及排放源排放的颗粒样品并进行元素分析，运用数学统计的方法，最终得到各类排放源对悬浮颗粒物的贡献率[2-4]。当然，除了CMB法外，还可以使用显微法（光学显微法(OM)、扫描电子显微镜法（SEM）、计算机控制扫描电镜法（CCSEM）等），物理法（X—射线衍射线(XRD)、轨线分析法等）以及一些其它化学法（因子分析法(FA)、多元线性回归(MLR)、混合受体模式等）进行源解析[4]。源解析的结果是制定大气污染防治规划的依据，对于确定污染治理重点,对环境管理和科学决策都有着十分重要的指导意义。另外，在实际的环境监测中，一些气象条件也会影响TSP的测定结果。比如说雨雪过后TSP浓度值会降低，这是由于空气中的一些污染气体能够溶解在雨雪中[5]。而风速越大会越有利于空气中污染物质的稀释扩散，长时间的微风或静风则会抑制污染物质的扩散,使近地面层的污染物质成倍地增加[5]。还有，多云、逆温等气象情况也会使TSP浓度值升高[1]。大气总悬浮颗粒物对人体的健康影响很大，吸入颗粒物会导致肺炎、气喘、肺功能下降等呼吸系统疾病,生活在空气颗粒物水平较高地区的人群，死亡率明显增加[6]。因此，防治大气总悬浮颗粒物十分重要，具体的防治措施包括调整能源结构，大力开发可再生能源，减少煤炭的消耗；减少机动车尾气排放，扩大无铅汽油的应用；对存在粉尘污染的工厂必须在落实除尘设施后才允许建厂投产；在城市中扩大绿化面积等。总之，必须做好大气总悬浮颗粒物含量的监测和防治，这对我们保护环境和自身健康十分重要。五、参考文献【1】郭二果,王成,郄光发,房城.城市空气悬浮颗粒物时空变化规律及影响因素研究进展[J].城市环境与城市生态,2010,(05).【2】房春生,王菊,张子宜,钟宇红,董德明.化学质量平衡法在环境空气总悬浮颗粒物源解析中的应用[J].科技咨询导报,2007,(19).【3】沈恒华,黄世鸿,李如祥.TSP的来源与气象因素对TSP测试的影响[J].环境监测管理与技术,1996,(04).【4】柯昌华,金文刚,钟秦.环境空气中大气颗粒物源解析的研究进展[J].重庆环境科学,2002,(03).【5】尹振东.气象条件对可吸入颗粒物浓度的影响[J].环境科学与管理,2005,(03).【6】赵伦.大气颗粒物对人体健康影响的研究进展[J].山东环境,1997,(01).