可吸入颗粒物PM10的测定电子教案(精)

1、单元教学计划教师姓名学时数4日期班级上课地点课程(学习领域)名称环境监测项目六空气质量监测单元主要教学内容任务2可吸入颗粒物PM10的测定教学目标能力(技能)目标知识目标素质目标1.学会颗粒物米样器的结构、工作原理2会颗粒物采样器的操作与维护；3会用国标重量法完成空气中颗粒物PM10的测定；4会制订监测过程的质量控制措施。1理解颗粒物米样器的结构、工作原理2掌握颗粒物采样器的操作规程与注意事项；3掌握PM10的测定方法与测定原理；掌握重量法测定环境空气中的PM10主要过程；理解监测过程的质量控制措施。1吃苦耐劳，2严谨认真，3.交流合作能力训练任务完成校园空气中可吸入颗粒物的测定教学重点教学难

2、点重点：(1)颗粒物米样器的结构、工作原理及操作规程；可吸入颗粒物PM10的测定方法与测定原理；重量法测定环境空气中的可吸入颗粒物PM10的主要过程；污染物浓度表示与结果评价难点：(1)颗粒物采样器的结构及工作原理；重量法测定可吸入颗粒物PM10的主要过程；监测过程的质量控制措施。教学方法、手段任务驱动，讲授、讨论和现场训练相结合教学组织形式根据空气中PM10测定原理与工作过程，分析测定项目中的主要任务，配制实验仪器、材料，完成采样、测试、结果分析与报告编写等工作，对测定结果进行分析讨论，初步校园空气质量，并对其管理提出建议工作。作业1.PM10测定的实验报告；2预习空气中SO2的测定方法。备

3、注项目六空气质量监测任务2可吸入颗粒物PM10的测定采样方法与采样仪器（1）采样方法：空气中颗粒物质的采样方法一般采用富集采样法，主要有滤料法和自然沉降法。自然沉降法主要用于采集颗粒物粒径大于30um的尘粒；滤料法根据粒子切割器和采样流速等的不同，分别用于采集空气中不同粒径的颗粒物。颗粒物采样器按流量大小分为：大流量采样器（1.05m3/min）、中流量采样器（100L/min）。可吸入颗粒物采样器一般设有分离10um颗粒物的装置（称为分尘器或切割器），分尘器形式有旋风式、向心式、多层薄板式等。结合实际情况，本书主要以滤料法常用的有动力中流量颗粒物采样器（适用于总悬浮颗粒物及可吸入颗粒物采样）

4、的结构与原理为例做详细介绍。（2）采样器结构与原理：中流量颗粒物采样器基本结构一般如下图所示。不同厂家提供的不同型号的仪器不各不相同，但基本结构相同；另外一些配套辅助设备，主要有：流量调节控制器、电子时间控制器、温度测定装置、压力测定装置、采样体积自动计算器等。各种采样器的适用范围和使用方法参见配套说明书。图颗粒物采样器系统示意图1-气样入口；2-颗粒物预过滤器；3-收集器（滤膜夹）；4-保护性过滤器；5-流量计；6-流量调节阀门；7-采样动力（泵）气样入口：应符合以下技术要求：采样口必须向下，空气气流垂直向上进入采样口，采样口进气流量满足采样需求；滤膜平行于地面，气流自上而下通过滤膜。收集器

5、（滤膜夹）：是捕集大气中待测物质的装置，用于安放和固定采样滤膜。流量计：是测量气体流量的仪器，而流量是计算采样气体体积必知的参数。常用的流量计有转子流量计、孔口流量计和限流孔等。采样动力：提供气体采样动力的装置。应根据所需采样流量、采样体积、所用收集器及采样点的条件进行选择。另外，降尘是采用自然积集法采样，主要仪器见图。具体方法见环境空气降尘的测定GB/T15265-94）。图标准集尘器图干法采样集尘缸（3）常用滤纸（膜）及其特性滤纸（膜）是颗粒物采样中必备材料，常用滤纸（膜）及其特性如下：实验室分析用的定量滤纸（中速和慢速）：价格便宜、灰分低、纯度高、机械强度大，对一些金属尘粒采样效果很好，

6、且易于消解处理，空白值低。但抽气阻力大，有时孔隙不均匀，且吸水性较强，不宜用作重量法测定悬浮颗粒物。玻璃纤维滤膜：机械强度差，但耐高温、阻力小、不易吸水，可用于采集大气中总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。样品可以用酸和有机溶剂提取，用于分析颗粒物中的其他污染物。但由于所用原料含有杂质，致使某些元素的本底含量较高，限制了它的使用。用石英为原料的石英玻璃纤维滤膜，克服了玻璃纤维滤膜空白值高的问题，常用于颗粒物中元素的分析。过氯乙烯纤维滤膜：不易吸水、阻力小，由于带静电，采样效率高，广泛用于悬浮颗粒物的采集。由于滤膜易溶于乙酸丁酯等有机溶剂，且空白值较低，可用于颗粒物中元素的分析。缺点是机械强度差，需用带

7、筛网的采样夹托住。有机滤膜：主要有由硝酸纤维素或乙酸纤维素制成的微孔滤膜和由聚碳酸酯制成的直孔滤膜。重量轻、灰分和杂质含量极低，带静电、采样效率高，并可溶于多种有机溶剂，便于分析颗粒物中的元素。由于颗粒物沉积在膜表面后，阻力迅速增加，采样量受到限制。若经丙酮蒸熏之透明后，可直接在显微镜下观察颗粒物的特性。采样仪器使用（1）流量校准新购置或维修后的采样器在启用前，需进行流量校准；正常使用的采样器每月需进行一次流量校准。中流量颗粒物采样器一般用标准孔口流量校准器进行流量校准。孔口流量计：有隔板式及毛细管式两种。当气体通过隔板或毛细管小孔时，因阻力而产生压力差。气体的流量越大阻力越大，产生的压力差也

8、越大；由孔口流量计下部的U型管两侧的液柱差，可直接读出气体的流量。具体校准操作过程可按照GB/T15432-1995环境空气总悬浮颗粒物的测定-重量法，并结合孔口流量校准器使用说明书进行。(2)操作规程：采样器流量校准：按照GB/T15432-1995环境空气总悬浮颗粒物的测定-重量法进行。釆样前准备与滤膜处理：总悬浮颗粒物按照GB/T15432-1995环境空气总悬浮颗粒物测定重量法、可吸入颗粒物按照环境空气PM10和PM25的测定重量法(HJ618-2011)、氟化物按照GB/T15434-1995环境空气氟化物质量浓度的测定滤膜氟离子选择电极法苯并a芘按照GB/T15439-1995环境

9、空气苯并a芘测定高效液相色谱法铅按照GB/T15264-94环境空气铅的测定火焰原子吸收分光光度法进行。采样前：打开采样头顶盖，取出滤膜夹，用清洁干布擦掉采样头内滤膜夹及滤膜支持网表面上的灰尘，将采样滤膜毛面向上，平放在滤膜支持网上。同时核查滤膜编号，放上滤膜夹，拧紧螺丝，以不漏气为宜，安好采样头顶盖。启动采样器进行采样。记录采样流量、开始采样时间、温度和压力等参数。采样后：采样结束后，取下滤膜夹，用镊子轻轻夹住滤膜边缘，取下样品滤膜，并检查在采样过程中滤膜是否有破裂现象，或滤膜上尘的边缘轮廊不清晰的现象。若有，则该样品膜作废，需重新采样。确认无破裂后，将滤膜的采样面向里对折两次放入与样品膜编

10、号相同的滤膜袋(盒)中。记录采样结束时间、采样流量、温度和压力等参数。月日采样器编号滤膜编号采样起始时间采样终了时间累积采样时间采样期间环境温度/K采样期间大气压/kPa表颗粒物现场采样记录表测试人质量保证与质量控制为保证采样质量，除做到本书9所列相关规定外，还需按以下要求进行：连续采样质量保证：对于连续采样质量保证，应做到以下几个方面：采样总管及采样支管应定期清洗，干燥后方可使用。采样总管至少每6个月清洗1次采样支管至少每月清洗1次。（2）采样系统不得有漏气现象，每次采样前应进行采样系统的气密性检查。确认不漏气后，方可采样。（3）临界限流孔的流量应定期校准，每月1次，其误差应小于5%，否则，

11、应进行清洗或更换新的临界限流孔，清洗或更换新的临界限流孔后，应重新校准其流量。使用临界限流孔控制采样流量时，采样泵的有载负压应大于70kPa，且24h连续采样时，流量波动应不大于5%。（4）定期更换尘过滤膜，一般每周1次，及时更换干燥器中硅胶，一般干燥器硅胶有1/2变色者，需更换。间断采样质量保证：对于间断采样质量保证，应做到以下几个方面：（1）每次采样前，应对采样系统气密性进行认真检查，确认无漏气后，方可进行采样。（2）应使用经计量检定单位检定合格的采样器。使用前必须经过流量校准，流量误差应不大于5%；采样时流量应稳定。（3）使用气袋或真空瓶采样时，使用前气袋和真空瓶应用气样重复洗涤三次；采

12、样后，旋塞应拧紧，以防漏气。（4）在颗粒物采样时，采样前应确认采样滤膜无针孔和破损，滤膜的毛面应向上。（5）滤膜采集后，如不能立即称重，应在4C条件下冷藏保存；对分析有机成份的滤膜采集后应立即放入-20C冷冻箱内保存至样品处理前，为防止有机物的分解，不宜进行称重。2可吸入颗粒物（PM10）的测定2.1原理飘尘（简称PM1O）是指空气动力学粒径为10um以下的微粒。飘尘微粒的测定，目前多采用重量法。采样方法有大流量采样法及低流量采样法，二者所采集的微粒径大多数在10um以下。方法的检测限为O.OO1mg/m3。使一定体积的空气，进入切割器，将10um以上粒径的微粒分离，小于这一粒径的微粒随着气流

13、经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上。根锯采样前后滤膜的重量差及采样体积。计算出飘尘浓度，以毫克/标准立方米表示。2.2实验仪器和试剂大流量或中流量颗粒物采样器（同5.4.1）；滤膜：超细玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜；分析天平：感量O.lmg，再现性（标准差）v0.2mg；镊子及装滤膜袋（或盒）：袋（盒）上印有编号、采样日期、采样地点、采样人等栏；恒温恒湿箱：箱内空气温度要求在1530C范围内连续可调，控制精度土1C；箱内相对湿度应控制在(50土5)%。恒温恒湿箱可连续操作。2.3主要步骤仪器校准和准备：新购置或维修后的采样器在启用前需进行流量校准；正常使用的采样器每月进行一次校准。将滤膜放在恒

14、温恒湿箱中平衡24h,平衡温度取1530C中任一点，记下平衡温度及湿度，称至恒重后记下滤膜重量W0(g)。采样：操作要点同前述部分。分析测定将采样后的滤膜置于恒温恒湿箱中，用与滤膜平衡时相同的温度和湿度平衡24h后，称滤膜重量，记下滤膜重量W(g)，中流量滤膜增量应不小于10mg。表PM10滤膜称量及浓度记录表月日滤膜编号采气流量m3/min采样期间环境温度/K采样期间大气压/kPa累积采样时间/h累积采样体积/m3滤膜重量/g空膜尘膜尘重TSPmg/m3测试人实验结果与数据处理空气中飘尘的计算公式如下(W-W)x1000PMmg/m3丿=010Vr式中:W样品滤膜的重量(g);W0空白滤膜的重量(g);Vr换算为标准状态下的采样体积(m3)(4)注意事项抽气动力的排气口应放在采样夹的下风方向。必要时将排气口垫高，以免排气将地面上尘土扬起。称量不带衬纸的过氯乙烯滤膜，应在取放滤