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如何破AG真人百家大气中悬浮颗粒物的测定 实验

时间:2020-08-07 04:05

  大气中悬浮颗粒物的测定 实验报告_自然科学_专业资料。实验报告 实验名称: 大气中悬浮颗粒物的测定 一、实验目的和要求(必填) 三、实验材料与仪器(必填) 五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得 实验类型: 定量实验 二、实验内容和原理(必填) 四、

  实验报告 实验名称: 大气中悬浮颗粒物的测定 一、实验目的和要求(必填) 三、实验材料与仪器(必填) 五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得 实验类型: 定量实验 二、实验内容和原理(必填) 四、操作方法和实验步骤(必填) 六、实验结果与分析(必填) 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; 装 2、掌握重量法测定大气中总悬浮微粒(TSP)、PM2.5、PM10 的方法。 订 二、实验内容和原理 线 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、基本概念 总悬浮颗粒物(TSP):悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100μm 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(PM10):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(PM2.5):空气动力学当量直径≤2.5 微米的颗粒物。 2、浓度限值(《环境空气质量标准》GB3095-2012) 项目 平均时间 浓度限值μg/m3 一级(一类区适用) 二级(二类区适用) 年平均 80 200 TSP 24 小时平均 120 300 年平均 40 70 PM10 24 小时平均 50 150 年平均 15 35 PM2.5 24 小时平均 35 75 3、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 μm、2.5μm 或 10μm 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。 1 三、实验材料与仪器 空气采样泵、滤膜、镊子、分析天平等。 四、操作方法和实验步骤 1、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 9~12℃。 (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 7.2L/min 的流量采集样品 1-2 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、计算公式 悬浮颗粒物含量(mg/m3)=(W - W0)×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,m3。 五、实验数据记录和结果 1、数据记录及处理 采样流量 采样时间 测量指标 L/min h TSP 7.2 1.0 PM10 7.2 1.5 PM2.5 6.5 2.0 3、结果分析 采样体积 m3 0.432 0.648 0.780 空白滤膜质量 g 0.0619 0.0639 0.0606 样品滤膜质量 g 0.0622 0.0653 0.0607 质量增加量 g 0.0003 0.0014 0.0001 颗粒物含量 mg/m3 0.6944 2.1605 0.1282 2 根据以上结果:可得大气中 TSP 含量为 0.6944mg/m3, PM10 含量为 2.1605 mg/m3,PM2.5 含量为 0.1282 mg/m3,都远远超过一类、二类区的浓度限值。 其中 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: ①称量滤膜质量的时间超过 30s,质量不精确; ②分析天平没有调平或质量没有稳定就读数; ③采样地点和高度不一致,导致样本没有一致性; ④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、讨论、心得 1、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、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/m3,将平衡前的总悬浮颗粒物浓度值直接减去修正值,可 以增加实验结果的准确性; 2) 测量。如何破AG真人百家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、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:β-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,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。 β-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. 3 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。 4