可吸入顆粒物PM10的測(cè)定電子教案(精)

1、單元教學(xué)計(jì)劃教師姓名學(xué)時(shí)數(shù)4日期班級(jí)上課地點(diǎn)課程(學(xué)習(xí)領(lǐng)域)名稱環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目六空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元主要教學(xué)內(nèi)容任務(wù)2可吸入顆粒物PM10的測(cè)定教學(xué)目標(biāo)能力(技能)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)顆粒物米樣器的結(jié)構(gòu)、工作原理2會(huì)顆粒物采樣器的操作與維護(hù)；3會(huì)用國(guó)標(biāo)重量法完成空氣中顆粒物PM10的測(cè)定；4會(huì)制訂監(jiān)測(cè)過(guò)程的質(zhì)量控制措施。1理解顆粒物米樣器的結(jié)構(gòu)、工作原理2掌握顆粒物采樣器的操作規(guī)程與注意事項(xiàng)；3掌握PM10的測(cè)定方法與測(cè)定原理；掌握重量法測(cè)定環(huán)境空氣中的PM10主要過(guò)程；理解監(jiān)測(cè)過(guò)程的質(zhì)量控制措施。1吃苦耐勞，2嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，3.交流合作能力訓(xùn)練任務(wù)完成校園空氣中可吸入顆粒物的測(cè)定教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難

2、點(diǎn)重點(diǎn)：(1)顆粒物米樣器的結(jié)構(gòu)、工作原理及操作規(guī)程；可吸入顆粒物PM10的測(cè)定方法與測(cè)定原理；重量法測(cè)定環(huán)境空氣中的可吸入顆粒物PM10的主要過(guò)程；污染物濃度表示與結(jié)果評(píng)價(jià)難點(diǎn)：(1)顆粒物采樣器的結(jié)構(gòu)及工作原理；重量法測(cè)定可吸入顆粒物PM10的主要過(guò)程；監(jiān)測(cè)過(guò)程的質(zhì)量控制措施。教學(xué)方法、手段任務(wù)驅(qū)動(dòng)，講授、討論和現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練相結(jié)合教學(xué)組織形式根據(jù)空氣中PM10測(cè)定原理與工作過(guò)程，分析測(cè)定項(xiàng)目中的主要任務(wù)，配制實(shí)驗(yàn)儀器、材料，完成采樣、測(cè)試、結(jié)果分析與報(bào)告編寫(xiě)等工作，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析討論，初步校園空氣質(zhì)量，并對(duì)其管理提出建議工作。作業(yè)1.PM10測(cè)定的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；2預(yù)習(xí)空氣中SO2的測(cè)定方法。備

3、注項(xiàng)目六空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)任務(wù)2可吸入顆粒物PM10的測(cè)定采樣方法與采樣儀器（1）采樣方法：空氣中顆粒物質(zhì)的采樣方法一般采用富集采樣法，主要有濾料法和自然沉降法。自然沉降法主要用于采集顆粒物粒徑大于30um的塵粒；濾料法根據(jù)粒子切割器和采樣流速等的不同，分別用于采集空氣中不同粒徑的顆粒物。顆粒物采樣器按流量大小分為：大流量采樣器（1.05m3/min）、中流量采樣器（100L/min）?？晌腩w粒物采樣器一般設(shè)有分離10um顆粒物的裝置（稱為分塵器或切割器），分塵器形式有旋風(fēng)式、向心式、多層薄板式等。結(jié)合實(shí)際情況，本書(shū)主要以濾料法常用的有動(dòng)力中流量顆粒物采樣器（適用于總懸浮顆粒物及可吸入顆粒物采樣）

4、的結(jié)構(gòu)與原理為例做詳細(xì)介紹。（2）采樣器結(jié)構(gòu)與原理：中流量顆粒物采樣器基本結(jié)構(gòu)一般如下圖所示。不同廠家提供的不同型號(hào)的儀器不各不相同，但基本結(jié)構(gòu)相同；另外一些配套輔助設(shè)備，主要有：流量調(diào)節(jié)控制器、電子時(shí)間控制器、溫度測(cè)定裝置、壓力測(cè)定裝置、采樣體積自動(dòng)計(jì)算器等。各種采樣器的適用范圍和使用方法參見(jiàn)配套說(shuō)明書(shū)。圖顆粒物采樣器系統(tǒng)示意圖1-氣樣入口；2-顆粒物預(yù)過(guò)濾器；3-收集器（濾膜夾）；4-保護(hù)性過(guò)濾器；5-流量計(jì)；6-流量調(diào)節(jié)閥門；7-采樣動(dòng)力（泵）氣樣入口：應(yīng)符合以下技術(shù)要求：采樣口必須向下，空氣氣流垂直向上進(jìn)入采樣口，采樣口進(jìn)氣流量滿足采樣需求；濾膜平行于地面，氣流自上而下通過(guò)濾膜。收集器

5、（濾膜夾）：是捕集大氣中待測(cè)物質(zhì)的裝置，用于安放和固定采樣濾膜。流量計(jì)：是測(cè)量氣體流量的儀器，而流量是計(jì)算采樣氣體體積必知的參數(shù)。常用的流量計(jì)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔口流量計(jì)和限流孔等。采樣動(dòng)力：提供氣體采樣動(dòng)力的裝置。應(yīng)根據(jù)所需采樣流量、采樣體積、所用收集器及采樣點(diǎn)的條件進(jìn)行選擇。另外，降塵是采用自然積集法采樣，主要儀器見(jiàn)圖。具體方法見(jiàn)環(huán)境空氣降塵的測(cè)定GB/T15265-94）。圖標(biāo)準(zhǔn)集塵器圖干法采樣集塵缸（3）常用濾紙（膜）及其特性濾紙（膜）是顆粒物采樣中必備材料，常用濾紙（膜）及其特性如下：實(shí)驗(yàn)室分析用的定量濾紙（中速和慢速）：價(jià)格便宜、灰分低、純度高、機(jī)械強(qiáng)度大，對(duì)一些金屬塵粒采樣效果很好，

6、且易于消解處理，空白值低。但抽氣阻力大，有時(shí)孔隙不均勻，且吸水性較強(qiáng)，不宜用作重量法測(cè)定懸浮顆粒物。玻璃纖維濾膜：機(jī)械強(qiáng)度差，但耐高溫、阻力小、不易吸水，可用于采集大氣中總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物。樣品可以用酸和有機(jī)溶劑提取，用于分析顆粒物中的其他污染物。但由于所用原料含有雜質(zhì)，致使某些元素的本底含量較高，限制了它的使用。用石英為原料的石英玻璃纖維濾膜，克服了玻璃纖維濾膜空白值高的問(wèn)題，常用于顆粒物中元素的分析。過(guò)氯乙烯纖維濾膜：不易吸水、阻力小，由于帶靜電，采樣效率高，廣泛用于懸浮顆粒物的采集。由于濾膜易溶于乙酸丁酯等有機(jī)溶劑，且空白值較低，可用于顆粒物中元素的分析。缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度差，需用帶

7、篩網(wǎng)的采樣夾托住。有機(jī)濾膜：主要有由硝酸纖維素或乙酸纖維素制成的微孔濾膜和由聚碳酸酯制成的直孔濾膜。重量輕、灰分和雜質(zhì)含量極低，帶靜電、采樣效率高，并可溶于多種有機(jī)溶劑，便于分析顆粒物中的元素。由于顆粒物沉積在膜表面后，阻力迅速增加，采樣量受到限制。若經(jīng)丙酮蒸熏之透明后，可直接在顯微鏡下觀察顆粒物的特性。采樣儀器使用（1）流量校準(zhǔn)新購(gòu)置或維修后的采樣器在啟用前，需進(jìn)行流量校準(zhǔn)；正常使用的采樣器每月需進(jìn)行一次流量校準(zhǔn)。中流量顆粒物采樣器一般用標(biāo)準(zhǔn)孔口流量校準(zhǔn)器進(jìn)行流量校準(zhǔn)?？卓诹髁坑?jì)：有隔板式及毛細(xì)管式兩種。當(dāng)氣體通過(guò)隔板或毛細(xì)管小孔時(shí)，因阻力而產(chǎn)生壓力差。氣體的流量越大阻力越大，產(chǎn)生的壓力差也

8、越大；由孔口流量計(jì)下部的U型管兩側(cè)的液柱差，可直接讀出氣體的流量。具體校準(zhǔn)操作過(guò)程可按照GB/T15432-1995環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測(cè)定-重量法，并結(jié)合孔口流量校準(zhǔn)器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。(2)操作規(guī)程：采樣器流量校準(zhǔn)：按照GB/T15432-1995環(huán)境空氣總懸浮顆粒物的測(cè)定-重量法進(jìn)行。釆樣前準(zhǔn)備與濾膜處理：總懸浮顆粒物按照GB/T15432-1995環(huán)境空氣總懸浮顆粒物測(cè)定重量法、可吸入顆粒物按照環(huán)境空氣PM10和PM25的測(cè)定重量法(HJ618-2011)、氟化物按照GB/T15434-1995環(huán)境空氣氟化物質(zhì)量濃度的測(cè)定濾膜氟離子選擇電極法苯并a芘按照GB/T15439-1995環(huán)境

9、空氣苯并a芘測(cè)定高效液相色譜法鉛按照GB/T15264-94環(huán)境空氣鉛的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法進(jìn)行。采樣前：打開(kāi)采樣頭頂蓋，取出濾膜夾，用清潔干布擦掉采樣頭內(nèi)濾膜夾及濾膜支持網(wǎng)表面上的灰塵，將采樣濾膜毛面向上，平放在濾膜支持網(wǎng)上。同時(shí)核查濾膜編號(hào)，放上濾膜夾，擰緊螺絲，以不漏氣為宜，安好采樣頭頂蓋。啟動(dòng)采樣器進(jìn)行采樣。記錄采樣流量、開(kāi)始采樣時(shí)間、溫度和壓力等參數(shù)。采樣后：采樣結(jié)束后，取下濾膜夾，用鑷子輕輕夾住濾膜邊緣，取下樣品濾膜，并檢查在采樣過(guò)程中濾膜是否有破裂現(xiàn)象，或?yàn)V膜上塵的邊緣輪廊不清晰的現(xiàn)象。若有，則該樣品膜作廢，需重新采樣。確認(rèn)無(wú)破裂后，將濾膜的采樣面向里對(duì)折兩次放入與樣品膜編

10、號(hào)相同的濾膜袋(盒)中。記錄采樣結(jié)束時(shí)間、采樣流量、溫度和壓力等參數(shù)。月日采樣器編號(hào)濾膜編號(hào)采樣起始時(shí)間采樣終了時(shí)間累積采樣時(shí)間采樣期間環(huán)境溫度/K采樣期間大氣壓/kPa表顆粒物現(xiàn)場(chǎng)采樣記錄表測(cè)試人質(zhì)量保證與質(zhì)量控制為保證采樣質(zhì)量，除做到本書(shū)9所列相關(guān)規(guī)定外，還需按以下要求進(jìn)行：連續(xù)采樣質(zhì)量保證：對(duì)于連續(xù)采樣質(zhì)量保證，應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：采樣總管及采樣支管應(yīng)定期清洗，干燥后方可使用。采樣總管至少每6個(gè)月清洗1次采樣支管至少每月清洗1次。（2）采樣系統(tǒng)不得有漏氣現(xiàn)象，每次采樣前應(yīng)進(jìn)行采樣系統(tǒng)的氣密性檢查。確認(rèn)不漏氣后，方可采樣。（3）臨界限流孔的流量應(yīng)定期校準(zhǔn)，每月1次，其誤差應(yīng)小于5%，否則，

11、應(yīng)進(jìn)行清洗或更換新的臨界限流孔，清洗或更換新的臨界限流孔后，應(yīng)重新校準(zhǔn)其流量。使用臨界限流孔控制采樣流量時(shí)，采樣泵的有載負(fù)壓應(yīng)大于70kPa，且24h連續(xù)采樣時(shí)，流量波動(dòng)應(yīng)不大于5%。（4）定期更換塵過(guò)濾膜，一般每周1次，及時(shí)更換干燥器中硅膠，一般干燥器硅膠有1/2變色者，需更換。間斷采樣質(zhì)量保證：對(duì)于間斷采樣質(zhì)量保證，應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：（1）每次采樣前，應(yīng)對(duì)采樣系統(tǒng)氣密性進(jìn)行認(rèn)真檢查，確認(rèn)無(wú)漏氣后，方可進(jìn)行采樣。（2）應(yīng)使用經(jīng)計(jì)量檢定單位檢定合格的采樣器。使用前必須經(jīng)過(guò)流量校準(zhǔn)，流量誤差應(yīng)不大于5%；采樣時(shí)流量應(yīng)穩(wěn)定。（3）使用氣袋或真空瓶采樣時(shí)，使用前氣袋和真空瓶應(yīng)用氣樣重復(fù)洗滌三次；采

12、樣后，旋塞應(yīng)擰緊，以防漏氣。（4）在顆粒物采樣時(shí)，采樣前應(yīng)確認(rèn)采樣濾膜無(wú)針孔和破損，濾膜的毛面應(yīng)向上。（5）濾膜采集后，如不能立即稱重，應(yīng)在4C條件下冷藏保存；對(duì)分析有機(jī)成份的濾膜采集后應(yīng)立即放入-20C冷凍箱內(nèi)保存至樣品處理前，為防止有機(jī)物的分解，不宜進(jìn)行稱重。2可吸入顆粒物（PM10）的測(cè)定2.1原理飄塵（簡(jiǎn)稱PM1O）是指空氣動(dòng)力學(xué)粒徑為10um以下的微粒。飄塵微粒的測(cè)定，目前多采用重量法。采樣方法有大流量采樣法及低流量采樣法，二者所采集的微粒徑大多數(shù)在10um以下。方法的檢測(cè)限為O.OO1mg/m3。使一定體積的空氣，進(jìn)入切割器，將10um以上粒徑的微粒分離，小于這一粒徑的微粒隨著氣流

13、經(jīng)分離器的出口被阻留在已恒重的濾膜上。根鋸采樣前后濾膜的重量差及采樣體積。計(jì)算出飄塵濃度，以毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米表示。2.2實(shí)驗(yàn)儀器和試劑大流量或中流量顆粒物采樣器（同5.4.1）；濾膜：超細(xì)玻璃纖維濾膜或過(guò)氯乙烯濾膜；分析天平：感量O.lmg，再現(xiàn)性（標(biāo)準(zhǔn)差）v0.2mg；鑷子及裝濾膜袋（或盒）：袋（盒）上印有編號(hào)、采樣日期、采樣地點(diǎn)、采樣人等欄；恒溫恒濕箱：箱內(nèi)空氣溫度要求在1530C范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，控制精度土1C；箱內(nèi)相對(duì)濕度應(yīng)控制在(50土5)%。恒溫恒濕箱可連續(xù)操作。2.3主要步驟儀器校準(zhǔn)和準(zhǔn)備：新購(gòu)置或維修后的采樣器在啟用前需進(jìn)行流量校準(zhǔn)；正常使用的采樣器每月進(jìn)行一次校準(zhǔn)。將濾膜放在恒

14、溫恒濕箱中平衡24h,平衡溫度取1530C中任一點(diǎn)，記下平衡溫度及濕度，稱至恒重后記下濾膜重量W0(g)。采樣：操作要點(diǎn)同前述部分。分析測(cè)定將采樣后的濾膜置于恒溫恒濕箱中，用與濾膜平衡時(shí)相同的溫度和濕度平衡24h后，稱濾膜重量，記下濾膜重量W(g)，中流量濾膜增量應(yīng)不小于10mg。表PM10濾膜稱量及濃度記錄表月日濾膜編號(hào)采氣流量m3/min采樣期間環(huán)境溫度/K采樣期間大氣壓/kPa累積采樣時(shí)間/h累積采樣體積/m3濾膜重量/g空膜塵膜塵重TSPmg/m3測(cè)試人實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理空氣中飄塵的計(jì)算公式如下(W-W)x1000PMmg/m3丿=010Vr式中:W樣品濾膜的重量(g);W0空白濾膜的重量(g);Vr換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積(m3)(4)注意事項(xiàng)抽氣動(dòng)力的排氣口應(yīng)放在采樣夾的下風(fēng)方向。必要時(shí)將排氣口墊高，以免排氣將地面上塵土揚(yáng)起。稱量不帶襯紙的過(guò)氯乙烯濾膜，應(yīng)在取放濾