[科普中国]-总悬浮微粒

概念

大气监测中将粒径小于100μm的所有液体或固体颗粒称为总悬浮微粒(即TSP)。1

测定方法微粒的直径(空气力学直径)在15μm或10μm以下的，称为吸入性微粒(inhaleble particles，简称IP)，这些微粒能够随呼吸进入人体，危害健康。在大气中长期悬浮而不沉降，降低大气能见度；参与大气化学反应，加重污染程度。

目前测定总悬浮微粒多用重量法，采样方法有大流量(0.967～1.14m/min)、中流量(0.05～0.15m/min)和低流量(0.01～0.05m/min)采样法，采集到的微粒粒径大多数应在100μm以下。

用超细玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜采样，在测定总悬浮微粒重量之后，可分别测定有机物（如多环芳烃）、金属元素（如铜、铅、锌、镉、铬、锰、铁、镍、铍等）和无机盐（如硫酸盐、硝酸盐等）。2

原理采集一定体积的大气样品，通过已恒重的滤膜，悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样滤膜之增重及采样体积，计算总悬浮微粒的浓度。

滤膜有效直径为80mm时，流量应为7.2～9.6m3/h；100mm时，为11.3～15m3/h，用以上流量采样，线速均为40～53cm/s。

采样方法①滤膜的准备

将滤膜剪成直径为9cm的圆片，放人纸袋(或盒)中，称量至恒重备用。

②采样

将已恒重的滤膜，用镊子小心取出，平放在滤膜有样夹的网板上(事先用纸擦净)，若用过氯乙烯滤膜，需揭去衬纸，将毛面朝上，拧紧采样夹。

如测定小时浓度，则每小时换一张滤膜；如测定日平均浓度，连续采集样品于一张滤膜上，采样后，用镊子小心取下滤膜，尘面向里，对折两次，叠成扇形，放回纸袋(或盒)中；若用过氯乙烯滤膜，则将其叠成扇形夹在衬纸中间，再放回纸袋(盒)中，并仔细记录现场采样条件。2

称重方法随着科学技术的向前发展，对环境监测要求越来越高。对于总悬浮微粒的称量方法，我国大气环境质量标准规定用下述三种方法：

**①恒温恒湿称量：**采样前的空白滤膜和采样后的样品滤膜，置于恒温恒湿天平室内，各袋分开放置，不可重叠。待平衡24h后，称量滤膜的重量。过1h再称量，直至恒重。

**②恒湿称量：**将天平置于有机玻璃罩中，通入干燥氮气，保持称量过程中湿度恒定。空白滤膜、样品滤膜放在干燥器中2～4h后称量。称量前以1～1.5L/min流量向天平内通入氮气，将有机玻璃罩砝码盘处的推门推开一小缝，为出气口。通气20～30min后，关好天平门，把通气导管放在天平底座下，再通气10～20min，以后把导管放在天平左门旁，保持氮气流量0.3～0.4L/min直至称量完毕。

用长镊子夹滤膜，放在天平盘上进行称量。不要用手伸入有机玻璃罩中操作。随手关好各个推门。每步操作要敏捷。

**③校正空白称量：**在相对湿度小于60%的地区，可用此法称量。

将空白滤膜置天平室内，各袋分开放置不可重叠，平衡24小时后，称量至恒重。抽出5～9张作校正滤膜用。记下室温和相对湿度。采样后，将样品滤膜和校正滤膜，置天平室内，平衡24h，待相对湿度与称空白滤膜时的相对湿度之差不超过5%时，称量滤膜至恒重。3

计算方法采样后，将样品滤膜和校正膜置于于天平室内，平衡24h，待相对湿度与称空白滤膜时的相对湿度之差不超过5%时，称量滤膜至恒重。计算公式如下，

TSP(mg/m2)=(W—Wo)/ VoX100

在式中，

W——样品滤膜的质量，g；

Wo——空白滤膜的校正膜质量的平均值，g；

Vo——换算为标准状况下的采样体积，m3。

由采样前、后滤膜重量之差及采样时通过的空气总体积就可计算其体积浓度，用mg/ m3或μg/m3表示。总悬浮颗粒物的化学组成十分复杂，随来源不同而有很大差异，含有硫酸盐、硝酸盐及各种对人体有害的重金属和苯并芘等多环芳烃化合物等。燃烧排烟是人为产生悬浮颗粒的重要来源，地面扬尘也有一小部分贡献。空气中总悬浮微粒的多少，反映了环境空气质量的好坏程度，国内外都将其作为空气质量的一个重要指标进行监测。2

仪器设备总悬浮微粒的测定需要准备的仪器设备有：滤膜夹（固定滤膜用。滤膜夹上有不锈钢丝网两层，为支撑滤膜用。滤膜夹可装面积为20cmx25cm的采样滤膜，滤膜的有效过滤面积为18cmx 23cm）、涡流风机（以装在圆筒中的大容量涡流风机为采样动力）、定时控制器、流量控制器、流量记录器、流量校准装置、U形差示压力计、气压计、分析天平、滤膜、镊子及滤膜保存盒。4

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，采样过程中注意检查抽气动力的电机是否发热，必要时准备两台更换使用。

②抽气动力的排气口应放在釆样头的下风向，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。2