大氣中二氧化硫、氮氧化物、TSP的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)一 大氣中二氧化硫的測(cè)定四氯汞鉀吸收鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法二氧化硫是典型的大氣污染物。它來(lái)源于煤和石油等燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)廢氣的排放等。SO2能通過(guò)呼吸進(jìn)入氣管，對(duì)局部組織產(chǎn)生刺激和腐蝕作用，是誘發(fā)支氣管炎等疾病的原因之一。特別是當(dāng)它與煙塵等氣溶膠共存時(shí)，可加重對(duì)呼吸道黏膜的損害。大氣中SO2的測(cè)定方法有分光光度法、紫外熒光法、電導(dǎo)法、庫(kù)侖滴定法、火焰光度法等。其中，四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法（GB8970-80）和甲醛吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法（GB/T 15262-92）是國(guó)標(biāo)法。四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法的檢出限為0.15g/

2、5mL，測(cè)定的濃度范圍為0.0150.500mg/m3。甲醛吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法（GB/T 15262-92），當(dāng)用10mL吸收液采樣30L時(shí)，最低檢出限為0.007mg/m3，當(dāng)用50mL吸收液連續(xù)采樣24h，采樣300L，最低檢出限為0.003mg/m3。本實(shí)驗(yàn)采用四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測(cè)定大氣中二氧化硫。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解大氣中二氧化硫的測(cè)定方法；（2）掌握鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測(cè)定二氧化硫的原理和操作步驟；（3）了解便攜式大氣采樣器的構(gòu)造和工作原理，掌握其操作技術(shù)。2 實(shí)驗(yàn)原理四氯汞鉀吸收副玫瑰苯胺分光光度法測(cè)定二氧化硫的原理是：空氣中的二氧化硫被四氯汞

3、鉀溶液吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，此絡(luò)合物再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺發(fā)生反應(yīng)，生成紫紅色的絡(luò)合物，據(jù)其顏色深淺，用分光光度法測(cè)定。按照所用的鹽酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分為兩種操作方法。方法一：含磷酸量少，最后溶液的pH值為1.6 ± 0.1，呈紅紫色，最大吸收峰在548nm處，方法靈敏度高，但試劑空白值高。方法二：含磷酸量多，最后溶液的pH值為1.2 ± 0.1，呈藍(lán)紫色，最大吸收峰在575nm處，方法靈敏度較前者低，但試劑空白值低。我國(guó)廣泛采用方法二。3 儀器與試劑3.1 儀器 3.1.1 多孔篩板吸收管（用于短時(shí)間采樣）或多孔篩板吸收瓶（用于24h采樣）3

4、.1.2 便攜式空氣采樣器：流量01L/min3.1.3 可見(jiàn)分光光度計(jì)（或紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)） 3.2 試劑 3.2.1 0.04 mol/L四氯汞鉀吸收液稱(chēng)取10.9g氯化汞(HgCl2)、6.0g氯化鉀和0.07g乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA-Na2)，溶解于水，稀釋至1000mL。此溶液在密閉容器中貯存，可穩(wěn)定6個(gè)月。如發(fā)現(xiàn)有沉淀，不能再用。3.2.2 2.0 g/L甲醛溶液量取3638%甲醛溶液1.1mL，用水稀釋至200 mL，臨用現(xiàn)配。3.2.3 6.0g/L氨基磺酸銨溶液稱(chēng)取0.60 g氨基磺酸銨(H2NSO3NH4)，溶解于100 mL水中。臨用現(xiàn)配。3.2.4 碘儲(chǔ)備液C

5、(1/2I2)=0.1mol/L稱(chēng)取12.7g碘于燒杯中，加入40g碘化鉀和25mL水，攪拌至完全溶解后，用水稀釋至1000mL，置于棕色瓶中。3.2.5 碘使用液（C(1/2I2)=0.01mol/L）量取50mL碘儲(chǔ)備液，用水稀釋至500mL，儲(chǔ)于棕色試劑瓶中。3.2.6 2g/L淀粉指示劑 稱(chēng)取0.2g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，慢慢倒入100mL沸水中，繼續(xù)煮沸，直至溶液澄清，冷卻后儲(chǔ)于試劑瓶中，于冰箱內(nèi)保存。3.2.7 碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液C(1/6KIO3)=0.1000mol/L稱(chēng)取3.5668g碘酸鉀（KIO3，優(yōu)級(jí)純，110烘干2h）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)

6、線。3.2.8 1.2mol/L鹽酸溶液量取100mL濃鹽酸，用水稀釋至1000mL。3.2.9 0.1mol/L硫代硫酸鈉儲(chǔ)備液 稱(chēng)取25g硫代硫酸鈉（Na2S2O3 ·5H2O），溶于1000mL新煮沸并已冷卻的水中，加0.2g無(wú)水碳酸鈉，儲(chǔ)于棕色瓶中，放置一周后標(biāo)定其濃度。若溶液出現(xiàn)渾濁，應(yīng)過(guò)濾。標(biāo)定方法：吸取25.00mL碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液置于250mL碘量瓶中，加70mL新煮沸但已冷卻的水，加1g碘化鉀，振搖至完全溶解后，加1.2mol/L鹽酸溶液10mL，立即蓋好瓶塞，搖勻。于暗處放置5min后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，加2mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定溶液至藍(lán)色剛好褪去

7、為終點(diǎn)。按下式計(jì)算硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：式中，C硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；V 滴定所耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL。3.2.10 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液C(Na2S2O3)0.01mol/L取50.00mL硫代硫酸鈉貯備液置于500mL容量瓶中，用新煮沸但已冷卻的水稀釋至標(biāo)線，搖勻，計(jì)算其準(zhǔn)確濃度。3.2.11 亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液稱(chēng)取0.200g亞硫酸鈉（Na2SO3）及0.010g乙二胺四乙酸二鈉，將其溶于200mL新煮沸并已冷卻的水中，緩緩搖勻（以防充氧），使其溶解。放置23h后標(biāo)定。此溶液每毫升相當(dāng)于320400g二氧化硫。標(biāo)定方法 吸取四個(gè)250mL碘量瓶（A1、A2、B1、

8、B2），分別加入0.010mol/L碘溶液50mL。在A1、A2瓶?jī)?nèi)各加25mL水，在B1瓶?jī)?nèi)加入25.00mL亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，蓋好瓶塞。立即吸取2.0mL亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于已經(jīng)加有40-50mL四氯汞鉀溶液的100mL容量瓶?jī)?nèi)，使其生成穩(wěn)定的二氯化亞硫酸鹽絡(luò)合物。再吸取25.00mL亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于B2瓶中，蓋好瓶塞。然后用四氯汞鉀溶液將100mL容量瓶中的溶液稀釋至標(biāo)線。A1、A2、B1、B2四瓶于暗處放置5min后，用0.01mol/L的 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，加入5mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色剛好褪去為終點(diǎn)。記錄滴定所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。平行樣滴定所耗硫

9、代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積之差應(yīng)不大于0.05mL。取其平均值。所配100mL容量瓶中的亞硫酸鈉相當(dāng)于二氧化硫的濃度按下式計(jì)算：式中，V0 滴定A瓶所消耗硫代硫酸鈉溶液體積的平均值，mL；V 滴定B瓶時(shí)所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值，mL；C硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；32.02 二氧化硫（1/2SO2）的摩爾質(zhì)量。根據(jù)以上方法計(jì)算的二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，再用四氯汞鉀吸收液稀釋為每毫升含2.0g二氧化硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液，此溶液用于繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在冰箱內(nèi)5下保存，可穩(wěn)定6個(gè)月。3.2.12 3mol/L磷酸溶液量取41 mL85%的濃磷酸，用水稀釋至200 mL。 3.2.13 0.2%

10、鹽酸副玫瑰苯胺（PRA，即對(duì)品紅貯備液）稱(chēng)取0.20 g經(jīng)提純的鹽酸副玫瑰苯胺，溶解于100 mL濃度為1.0 mol/L的鹽酸溶液中。3.2.14 0.016%鹽酸副玫瑰苯胺使用液吸取0.2%鹽酸副玫瑰苯胺貯備液20.00mL于250mL容量瓶中，加3mol/L磷酸溶液200mL，用水稀釋至標(biāo)線。至少放置24h方可使用。存于暗處，可穩(wěn)定9個(gè)月。 4 實(shí)驗(yàn)步驟 4.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取8支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制標(biāo)準(zhǔn)色列。 加 入 溶 液色 列 管 編 號(hào)012345672.0g/mL亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(mL)00.601.001.401.601.802.202.70四氯汞鉀吸收液

11、(mL)5.004.404.003.603.403.202.802.30二氧化硫含量(g)01.202.002.803.203.604.405.40 在以上各比色管中加入6.0 g/L氨基磺酸銨溶液0.50mL，搖勻。再加2.0 g/L甲醛溶液0.50 mL及0.016%鹽酸副玫瑰苯胺使用液1.50 mL，搖勻。當(dāng)室溫為1520時(shí)，顯色30 min；室溫為2025時(shí)，顯色20 min；室溫為2530時(shí)，顯色15 min。用1cm比色皿，于575 nm波長(zhǎng)處，以水為參比，測(cè)定吸光度（試劑空白值吸光度不應(yīng)大于0.050）。以吸光度（扣除試劑空白值）對(duì)二氧化硫含量（g）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4.2 采樣 量

12、取5mL四氯汞鉀吸收液于多孔玻璃吸收管內(nèi)，通過(guò)塑料管連接在采樣器上，在各采樣點(diǎn)以0.5L/min流量采氣1020L。采樣完畢，封閉進(jìn)出口，帶回實(shí)驗(yàn)室供測(cè)定。（此采樣方法適用于短時(shí)間采樣，若要測(cè)定24h平均濃度，則用內(nèi)裝50mL吸收液的多孔篩板吸收瓶，以0.2ml/L的流量，1016恒溫采樣）4.3樣品測(cè)定樣品若渾濁，則應(yīng)離心分離。將采樣后的吸收液放置20 min以使臭氧分解。然后將樣品移入10 mL具塞比色管中，用少許水洗滌吸收管并轉(zhuǎn)入比色管中，使其總體積為5 mL，再加入0.50 mL 6g/L的氨基磺酸銨溶液，搖勻，放置10 min，以消除NOx的干擾。以下步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。5 數(shù)據(jù)處

13、理按下式計(jì)算空氣中SO2濃度：式中，W測(cè)定時(shí)所取樣品溶液中二氧化硫的含量，g（由標(biāo)準(zhǔn)曲線查知）； Vt樣品溶液總體積；mL Va測(cè)定時(shí)所取樣品溶液的體積；mL Vn換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積；L。 6 注意事項(xiàng) （1）溫度對(duì)顯色影響較大，溫度越高，空白值越大。溫度高時(shí)顯色快，褪色也快，最好用恒溫水浴控制顯色溫度。（2）對(duì)品紅試劑必須提純后方可使用，否則，其中所含雜質(zhì)會(huì)引起試劑空白值增高，使方法靈敏度降低。（已有經(jīng)提純合格的0.2%對(duì)品紅溶液出售）（3）六價(jià)鉻能使紫紅色絡(luò)合物褪色，產(chǎn)生負(fù)干擾，故應(yīng)避免用硫酸-鉻酸洗液洗滌所用玻璃器皿，若已用此洗液洗過(guò)，則需用(1+1)鹽酸溶液浸洗，再用水充分洗滌

14、。（4）用過(guò)的具塞比色管及比色皿應(yīng)及時(shí)用酸洗滌，否則紅色難于洗凈。具塞比色管用（1+4）鹽酸溶液洗滌，比色皿用（1+4）鹽酸加1/3體積乙醇混合液洗滌。（5）四氯汞鉀溶液有毒，使用時(shí)應(yīng)小心，如濺到皮膚上，立即用水沖洗。使用過(guò)的廢液要集中回收處理，以免污染環(huán)境。7 思考題（1）配制標(biāo)準(zhǔn)色列溶液時(shí)應(yīng)注意什么？實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？（2）二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度如果偏高，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生什么偏差？（3）測(cè)定二氧化硫時(shí)，主要的干擾物質(zhì)是什么？如何消除？8 附錄：原始數(shù)據(jù)記錄表參考格式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞硫酸鈉標(biāo)液(mL)二氧化硫含量（ g ）吸光度樣品的吸光度：實(shí)驗(yàn)二 大氣中氮氧化物的測(cè)定鹽酸萘乙二胺分光光

15、度法大氣中的氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮，來(lái)自化石燃料的高溫燃燒、硝酸與化肥等生產(chǎn)排放的廢氣及汽車(chē)尾氣。氮氧化物的測(cè)定方法有鹽酸萘乙二胺分光光度法、化學(xué)發(fā)光法、原電池庫(kù)侖法和定電位電解法等，其中鹽酸萘乙二胺分光光度法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高，是國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法，本實(shí)驗(yàn)采用鹽酸萘乙二胺分光光度法測(cè)定大氣中的氮氧化物。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解大氣中氮氧化物的測(cè)定方法和測(cè)定氮氧化物的意義；（2）掌握鹽酸萘乙二胺分光光度法測(cè)定大氧化物的原理及操作步驟；（3）掌握溶液吸收法的采樣原理和操作步驟；（4）掌握便攜式采樣器的構(gòu)造及操作技術(shù)。2 實(shí)驗(yàn)原理在測(cè)定總氮氧化物濃度時(shí)，先用三氧化鉻將一氧化氮氧化成二氧

16、化氮。二氧化氮被吸收液吸收后生成亞硝酸和硝酸。在冰乙酸存在條件下，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，其顏色深淺與氣樣中二氧化氮濃度成正比，采用分光光度法測(cè)定。因?yàn)镹O2（氣）轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2-（液）的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.76，故在計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)除以0.76。3 主要儀器與試劑3.1 主要儀器（1）多孔篩板吸收管（2）雙球玻璃管（內(nèi)裝三氧化鉻-砂子）（3）便攜式空氣采樣器：流量范圍01 L/min（4）可見(jiàn)分光光度計(jì)（或紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)）3.2 試劑所有試劑均用不含亞硝酸根的重蒸餾水配制。其檢驗(yàn)方法是：所配制的吸收液對(duì)540nm光的吸光度不超過(guò)0.005。3

17、.2.1吸收液稱(chēng)取5.0g對(duì)氨基苯磺酸，置于1000mL容量瓶中，加入50mL冰乙酸和900mL水的混合溶液，蓋塞，振搖，使其完全溶解，再加入0.050g鹽酸萘乙二胺，溶解后，用水稀釋至標(biāo)線，此為吸收原液，貯于棕色瓶中，在冰箱內(nèi)可保存兩個(gè)月。保存時(shí)應(yīng)密封瓶口，防止空氣與吸收液接觸。采樣時(shí)，按4份吸收原液與1份水的比例混合配成采樣用吸收液。3.3.2 三氧化鉻-砂子氧化管篩取2040目海砂（或河砂），用（1+2）的鹽酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。將三氧化鉻與砂子按重量比（1+20）混合，加少量水調(diào)勻，放在紅外燈下或烘箱內(nèi)于105烘干，烘干過(guò)程中應(yīng)攪拌幾次。制備好的三氧化鉻-砂子應(yīng)是松散的，

18、若粘在一起，說(shuō)明三氧化鉻比例太大，可適當(dāng)增加一些砂子，重新制備。稱(chēng)取約8g三氧化鉻-砂子裝入雙球玻璃管內(nèi)，兩端用少量脫脂棉塞好，用乳膠管或塑料管制的小帽將氧化管兩端密封，備用。采樣時(shí)將氧化管與吸收管用一小段乳膠管相接。3.2.3 亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液稱(chēng)取0.1500g粒狀亞硝酸鈉（NaNO2，預(yù)先在干燥器內(nèi)放置24h以上），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含100.0g NO2-，貯于棕色瓶?jī)?nèi)，冰箱中保存，可穩(wěn)定三個(gè)月。3.2.4 亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液吸取貯備液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含5.0g NO2-。4 實(shí)驗(yàn)步驟4.1 標(biāo)準(zhǔn)

19、曲線的繪制取7支10mL具塞比色管，按表11-1所列數(shù)據(jù)配制標(biāo)準(zhǔn)色列。表11-1亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)色列管 號(hào)0123456亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(mL)00.100.200.300.400.500.60吸收原液(mL)4.004.004.004.004.004.004.00水(mL)1.000.900.800.700.600.500.40NO2- 含量(g )00.51.01.52.02.53.0以上溶液搖勻，避開(kāi)陽(yáng)光直射放置15min，在540nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液中NO2-含量（g）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4.2 采樣將一支內(nèi)裝5.00mL

20、吸收液的多孔玻板吸收管進(jìn)氣口接三氧化鉻-砂子氧化管，并使管口略微向下傾斜，以免當(dāng)濕空氣將三氧化鉻弄濕時(shí)污染后面的吸收液。將吸收管的出氣口與空氣采樣器相連接。以0.20.3L/min的流量避光采樣至吸收液呈微紅色為止，記下采樣時(shí)間，密封好采樣管，帶回實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)日測(cè)定。若吸收液不變色，應(yīng)延長(zhǎng)采樣時(shí)間，采樣量應(yīng)不少于6L。在采樣的同時(shí)，應(yīng)測(cè)定采樣現(xiàn)場(chǎng)的溫度和大氣壓力，并作好記錄。4.3樣品的測(cè)定采樣后，放置15min，將樣品溶液移入1cm比色皿中，按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法和條件測(cè)定試劑空白溶液和樣品溶液的吸光度。若樣品溶液的吸光度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定上限，可用吸收液稀釋后再測(cè)定吸光度。計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)乘以稀釋

21、倍數(shù)。5 數(shù)據(jù)處理式中，A樣品溶液的吸光度；A0試劑空白溶液的吸光度；1/b標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的倒數(shù)，即單位吸光度對(duì)應(yīng)的NO2的毫克數(shù)；Vn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積（L）；0.76NO2（氣）轉(zhuǎn)換為NO2-（液）的系數(shù)。6 注意事項(xiàng)（1）吸收液應(yīng)避光，且不能長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，以防止光照使吸收液顯色或吸收空氣中的氮氧化物而使試劑空白值增高。（2）氧化管適于在相對(duì)濕度為3070%時(shí)使用。當(dāng)空氣相對(duì)濕度大于70%時(shí)，應(yīng)勤換氧化管；小于30%時(shí)，則在使用前，用經(jīng)過(guò)水面的潮濕空氣通過(guò)氧化管，平衡1h。在使用過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常注意氧化管是否吸濕引起板結(jié)，或者變成綠色。若板結(jié)會(huì)使采樣系統(tǒng)阻力增大，影響流量；若變成綠色，

22、表示氧化管已失效。（3）亞硝酸鈉（固體）應(yīng)密封保存，防止空氣及濕氣侵入。部分氧化成硝酸鈉或呈粉末狀的試劑都不能用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。若無(wú)顆粒狀亞硝酸鈉試劑，可用高錳酸鉀容量法標(biāo)定出亞硝酸鈉貯備溶液的準(zhǔn)確濃度后，再稀釋為含5.0 g/mL亞硝酸根的標(biāo)準(zhǔn)溶液。（4）溶液若呈黃棕色，表明吸收液已受三氧化鉻污染，該樣品應(yīng)報(bào)廢。（5）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，向各管中加亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用溶液時(shí)，都應(yīng)以均勻、緩慢的速度加入。7 思考題（1）臭氧會(huì)對(duì)二氧化氮的測(cè)定產(chǎn)生什么樣的干擾？如何消除？（2）如果吸收液長(zhǎng)期放置已變色還繼續(xù)使用，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生什么偏差？8 附錄：原始數(shù)據(jù)記錄表參考格式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞硝酸鈉標(biāo)液(mL

23、)NO2-含量（ g ）吸光度樣品的吸光度： 實(shí)驗(yàn)三 大氣中總懸浮顆粒的測(cè)定1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握大氣中懸浮顆粒物的測(cè)定原理及測(cè)定方法。（2）學(xué)會(huì)使用大流量或中流量采樣器采集總懸浮顆粒物。2 實(shí)驗(yàn)原理目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用濾膜捕集重量法測(cè)定大氣中的總懸浮顆粒物。原理是用抽氣動(dòng)力抽取一定體積的空氣，使之通過(guò)已恒重的濾膜，則懸浮微粒被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采氣體積，即可計(jì)算總懸浮顆粒物的質(zhì)量濃度。根據(jù)采樣器流量不同分為大流量（1.11.7m3/min）和中流量（0.050.15m3/min）采樣法。本實(shí)驗(yàn)采用中流量采樣法。3 儀器和試劑3.1 中流量采樣器：流量50150L/min，濾

24、膜直徑810cm。3.2 流量校準(zhǔn)裝置：經(jīng)過(guò)羅茨流量計(jì)校準(zhǔn)的孔口校準(zhǔn)器。3.3 氣壓計(jì)3.4 濾膜：超細(xì)玻璃纖維濾膜或聚氯乙烯濾膜。3.5 濾膜貯存袋及貯存盒。3.6 分析天平：感量0.1mg。4 測(cè)定步驟4.1 采樣器的流量校準(zhǔn)采樣器每月用孔口校準(zhǔn)器進(jìn)行流量校準(zhǔn)。4.2 采樣（1）每張濾膜使用前均需用光照檢查，不得使用有針孔或有任何缺陷的濾膜采樣；（2）迅速稱(chēng)重在平衡室內(nèi)已平衡24h的濾膜，讀數(shù)準(zhǔn)確至0.1mg，記下濾膜的編號(hào)和重量，將其平展地放在光滑潔凈的紙袋內(nèi)，然后貯存于盒內(nèi)備用。天平放置在平衡室內(nèi)，平衡室溫度在2025之間，溫度變化小于±3，相對(duì)濕度小于50%，濕度變化小于5

25、%；（3）將已恒重的濾膜用小鑷子取出，“毛”面向上，平放在采樣夾的網(wǎng)托上，擰緊采樣夾，按照規(guī)定的流量采樣；（4）采樣5min后和采樣結(jié)束前5min，各記錄一次U型壓力計(jì)壓差值，讀數(shù)準(zhǔn)至1mm。若有流量記錄器，則直接記錄流量。測(cè)定日平均濃度一般從8：00開(kāi)始采樣至第二天8：00結(jié)束。若污染嚴(yán)重，可用幾張濾膜分段采樣，合并計(jì)算日平均濃度；（5）采樣后，用鑷子小心取下濾膜，使采樣“毛”面朝內(nèi)，以采樣有效面積的長(zhǎng)邊為中線對(duì)疊好，放回表面光滑的紙袋并貯于盒內(nèi)。將有關(guān)參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)溫度、大氣壓力等記錄填寫(xiě)在表1中。表1 總懸浮顆粒物采樣記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)：_ 日期時(shí)間采樣溫度（K）采樣氣壓（kpa）采樣器編號(hào)濾膜編號(hào)

26、壓差值（cm水柱）流量（m3/min）備注開(kāi)始結(jié)束平均Q2QN4.3 樣品測(cè)定將采樣后的濾膜在平衡室內(nèi)平衡24h，迅速稱(chēng)重，結(jié)果及有關(guān)參數(shù)記錄于表2中。表 2 總浮顆粒物濃度測(cè)定記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)：_ 日期時(shí)間濾膜編號(hào)流量Q（m3/min）采樣體積V(m3)濾膜質(zhì)量(g)總懸浮顆粒采樣前采樣后樣品量物濃度（mg/m3）5 數(shù)據(jù)處理式中，W采集在濾膜上的總懸浮顆粒物質(zhì)量（mg）；t采樣時(shí)間（min）；Qn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣流量（m3/min），按下式計(jì)算：式中，Q2現(xiàn)場(chǎng)采樣流量（m3/min）；P2采樣器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)大氣壓力（kPa）；P3采樣時(shí)大氣壓力（kPa）；T2采樣器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)空氣溫度（K）；T3采

27、樣時(shí)的空氣溫度（K）。若T3、P3與采樣器校準(zhǔn)時(shí)的T2、P2相近，可用T2、P2代之。6 注意事項(xiàng)（1）濾膜稱(chēng)重時(shí)的質(zhì)量控制：取清潔濾膜若干張，在平衡室內(nèi)平衡24h，稱(chēng)重。每張濾膜稱(chēng)10次以上，則每張濾膜的平均值為該張濾膜的原始質(zhì)量，此為“標(biāo)準(zhǔn)濾膜”。每次稱(chēng)清潔或樣品濾膜的同時(shí)，稱(chēng)量?jī)蓮垺皹?biāo)準(zhǔn)濾膜”，若稱(chēng)出的重量在原始重量±5mg范圍內(nèi)，則認(rèn)為該批樣品濾膜稱(chēng)量合格，否則應(yīng)檢查稱(chēng)量環(huán)境是否符合要求，并重新稱(chēng)量該批樣品濾膜。（2）要經(jīng)常檢查采樣頭是否漏氣。當(dāng)濾膜上顆粒物與四周白邊之間的界線逐漸模糊，則表明應(yīng)更換面板密封墊。（3）稱(chēng)量不帶襯紙的聚氯乙烯濾膜時(shí)，在取放濾膜時(shí)，用金屬鑷子觸一下

28、天平盤(pán)，以消除靜電的影響。7思考題（1）在濾料準(zhǔn)備過(guò)程中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？（2）采集總懸浮顆粒物樣品時(shí)應(yīng)注意什么？8 附錄：大流量采樣法測(cè)定大氣中TSP1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握大氣中懸浮顆粒物的測(cè)定原理及測(cè)定方法。（2）學(xué)會(huì)使用大流量或中流量采樣器采集總懸浮顆粒物。2 實(shí)驗(yàn)原理（略）3 儀器3.1 大流量采樣器流量范圍1.11.7m3/min，采集顆粒物粒徑范圍50100m以下。它由以下6個(gè)部件組裝而成。（1）鋁制的采樣器外殼：它能防雨，并保護(hù)整個(gè)采樣器的各個(gè)部件。（2）濾料夾：可安裝面積為200×250mm的采樣濾料(濾紙或?yàn)V膜)。（3）采樣動(dòng)力：一個(gè)裝在圓筒中的大容量渦流風(fēng)機(jī)，可長(zhǎng)時(shí)

29、間(24h以上)穩(wěn)定工作。（4）工作計(jì)時(shí)器和程序控制器：計(jì)時(shí)誤差小于1min。（5）恒流量控制器：恒流控制誤差小于0.01m3/min。（6）流量記錄器：空氣流量測(cè)量誤差小于0.01m3/min。3.2 U型水柱壓差計(jì)如采樣器不附帶流量自動(dòng)記錄器，可用它測(cè)量流量，手工記錄。其規(guī)格為40cm的U型玻璃管，內(nèi)裝著色的蒸餾水(冬季應(yīng)灌注乙醇以防凍裂壓差計(jì))。3.3 氣壓計(jì)最小分度值為2hPa。3.4 分析天平裝有能容納200×250mm濾料的稱(chēng)量盤(pán)，感量為0.1mg。3.5 X光看片器用于檢查濾料有無(wú)缺損或異物。3.6 打號(hào)機(jī)：用于在濾料上打印編號(hào)。3.7 干燥器容器能平展放置200

30、15;250mm濾料的玻璃干燥器，底層放變色硅膠，濾料在采樣前和采樣后均放在其中，平衡后再稱(chēng)量。3.8 天平天平室室溫應(yīng)在2025之間，溫差變化小于±3。相對(duì)濕度應(yīng)小于50%，相對(duì)濕度變化小于5%。3.9 竹制或骨制品的鑷子：用于夾取濾料。3.10 濾料貯存盒盒內(nèi)有能平置濾料用的塑料托板，使濾料在采樣前一直處于平展無(wú)折狀態(tài)。3.11 標(biāo)準(zhǔn)孔口流量校準(zhǔn)器又稱(chēng)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)盧茨流量計(jì)(Rootsmeter)，流量范圍02m3/min，流量校準(zhǔn)偏差應(yīng)小于±4%。校準(zhǔn)器限流孔板的孔口內(nèi)緣，在使用過(guò)程中應(yīng)防止劃毛或損傷，其精確度應(yīng)每12年用一級(jí)流量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行定期校準(zhǔn)。3.12 濾料本法所用

31、濾料有二種，規(guī)格均為200×250mm。其一為“49”型超細(xì)玻璃纖維濾紙(簡(jiǎn)稱(chēng)濾紙)，對(duì)直徑0.3m的懸浮粒子的阻留率大于99.99%；其二為孔徑0.40.65m和0.8m有機(jī)微孔濾膜(簡(jiǎn)稱(chēng)濾膜)。3.13 變色硅膠：作干燥劑用。4 操作步驟4.1 濾料的準(zhǔn)備（1）采樣用的每張濾紙或?yàn)V膜均須用X光看片器對(duì)著光仔細(xì)檢查。不可使用有針孔或有任何缺陷的濾料采樣。然后，將濾料打印編號(hào)，號(hào)碼打印在濾料兩個(gè)對(duì)角上。（2）清潔的玻璃纖維濾紙或?yàn)V膜在稱(chēng)重前應(yīng)放在天平室的干燥器中平衡24h。濾紙或?yàn)V膜平衡和稱(chēng)量時(shí)，天平室溫度在2025之間，溫差變化小于±3；相對(duì)濕度小于50%，相對(duì)濕度的變化

32、小于5%。（3）稱(chēng)量前，要用25g標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢驗(yàn)分析天平的準(zhǔn)確度，砝碼的標(biāo)準(zhǔn)值與稱(chēng)量值的差不應(yīng)大于±0.5mg。（4）在規(guī)定的平衡條件下稱(chēng)量濾紙或?yàn)V膜，準(zhǔn)確到0.1mg。稱(chēng)量要快，每張濾料從平衡的干燥器中取出，30s內(nèi)稱(chēng)完，記下濾料的質(zhì)量和編號(hào)，將稱(chēng)過(guò)的濾料每張平展地放在潔凈的托板上，置于樣品濾料保存盒內(nèi)備用。在采樣前不能彎曲和對(duì)折濾紙和濾膜。4.2 采樣（1）打開(kāi)采樣器外殼的頂蓋，擰出采樣器固定濾料夾的四個(gè)元寶螺絲，取出濾料夾及長(zhǎng)方形密封墊。用清潔的布擦去外殼蓋、內(nèi)表面、濾料夾、密封墊、濾料支持網(wǎng)周?chē)捅砻嫔系幕覊m。（2）將濾料平放在支持網(wǎng)上，若用玻璃纖維濾紙，應(yīng)將濾紙的“絨毛”面向

33、上。并放正，使濾料夾放上后，密封墊正好壓在濾料四周的邊沿上，起密封作用。如裝得合適，濾料的邊緣與后面支持網(wǎng)的邊緣以及上面濾料夾密封墊都是平行的；如果裝得不當(dāng)，濾料四周邊沿呈現(xiàn)不均勻的白邊。（3）放正濾料，并放上濾料夾，擰緊四個(gè)元寶螺絲，以不漏氣為宜。太緊會(huì)造成濾料纖維粘在密封墊上，使濾料失重。（4）用橡膠管將電機(jī)測(cè)壓孔與40cm水柱壓差計(jì)連接好，將采樣器的供電電壓調(diào)節(jié)在180200V之間(一般在190V)，開(kāi)機(jī)采樣。如采樣器裝有流量自動(dòng)記錄控制器，應(yīng)將采樣流量調(diào)節(jié)在1.13m3/min，即可直接記錄流量。（5）采樣開(kāi)始5min和采樣結(jié)束前5min各記一次水柱壓差計(jì)讀數(shù)。如長(zhǎng)時(shí)間采樣，采樣從8：00開(kāi)始至第二天8：00結(jié)束，即連續(xù)采樣24h于一張濾料上。中間每小時(shí)再記一次，壓差讀數(shù)準(zhǔn)確到1mm。求其平均值。并將采樣時(shí)間的氣溫、氣壓和水柱壓差計(jì)讀數(shù)等情況，記錄在總懸浮顆粒物現(xiàn)場(chǎng)采樣記錄表（見(jiàn)表1）中。若現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重，可用幾張濾料分段采樣，合并計(jì)算日平均濃度。（6）采樣后，取下濾料夾，用鑷子輕輕夾住濾料的邊，但不能夾角，將濾料取下。以長(zhǎng)邊中線對(duì)折濾料，使采樣面向內(nèi)。如果采集的樣品在濾料上的位置不居中，即濾料四周的白邊不一致。這時(shí)，只能以采到樣品的痕跡為準(zhǔn)。若樣品折得不合適，沉積物的痕跡可能擴(kuò)展到另側(cè)的白邊上，這樣，若要將樣品分成幾等份分析時(shí)，會(huì)使測(cè)定值減少。（7）將采過(guò)樣的濾料放在