石家莊市大氣降塵監測的研究

牛艷才

冀中能源峰峰集團有限公司檢測檢驗中心，河北 邯鄲 056201

石家莊市是我國大型工業城市之一，也是發展速度較快的發展中城市。工業生產、交通運輸和人類生活生產的污染物嚴重影響到市內的大氣環境質量，隨著經濟的快速發展和人們對生存環境條件的關注，石家莊市的城市氣候、大氣質量等與人們生活息息相關的生態環境的惡化問題變得越來越敏感。本文是針對石家莊市大氣降塵監測方法的研究，它的實施對于確定石家莊市的降塵監測方法與減少空氣中有害污染物方面具有重要意義。

大氣降塵是指在空氣環境條件下,依靠重力自然沉降在集塵缸中的顆粒物。這些顆粒物源于多種途徑,并且具有形態學、化學、物理學和熱力學等多方面的特性。大氣降塵是地球表層地氣系統物質交換的一種形式,降塵過程有重要的環境指征意義。大氣降塵的粒徑多小于100μm。它包括干降塵和濕降塵。干降塵形式包括自然灰塵和塵暴。濕降塵則為降雨、雪雹等形式從大氣中清洗下來的粉塵。其中，對濕降塵的研究開展的較多，可獲得較可靠的精度。

1 石家莊市大氣污染狀況

1.1 石家莊市大氣污染現狀

石家莊市大氣污染主要來源于能源消耗和本市的工業廢氣排放。其中燃料燃燒過程中排放的廢氣對大氣環境造成了很大的影響。由于本市的能源結構以煤炭為主，主要煤種灰分較高，加上不完全燃燒造成空氣污染物以粉塵為主，SO2和NOX含量也較高，總體看來本市污染類型為煤煙型污染。

1.2 大氣主要污染物

根據大氣污染平均負荷系數算出，石家莊市各大氣污染物負荷系數的大小順序為 TSP（PM10）＞SO2＞NOX，說明影響石家莊市大氣環境質量的主要污染物是TSP（PM10）和SO2。

2 監測方法與技術要求

2.1 試劑的選取及測定方法

本次所選用的試劑是國家標準GB/T15265-94規定的乙二醇水溶液，測定方法采用重量法。

2.2 儀器的選擇

1）集塵缸，內徑為15±0.5cm，高30cm的圓筒形玻璃缸。要選擇缸底比較平的集塵缸，要保持在濕式條件下采樣，集塵缸內必須裝有水，而且當水干涸之前，還要重新添加，防止風將已沉降的塵粒吹走，使能更正確反映出大氣中自然沉降的濃度；2）100mL瓷坩堝；3）熱板，2000W；4）搪瓷盤；5）分析天平，感量0.1mg。

2.3 采樣點的布置

集塵缸一般設在低層建筑物的屋頂。還要注意采樣點附近不能有高大的建筑物以及局部污染源的影響。放置屋頂平臺上時，采樣口應該距平臺1m～1.5m。

2.4 取樣周期的制定

進行監測的周期一般為30天左右。

2.5 樣品的采集

2.5.1 放缸前的準備

在放集塵缸之前，首先加入乙二醇60mL～80mL。

2.5.2 樣品的收集

將編好缸號并加有水溶液的集塵缸及時罩上塑料袋，將缸置于采樣點的固定架上，取下塑料袋，開始收集樣品。并且記錄下放缸地點、缸號、時間（年、月、日、時）。

2.5.3 取樣時間

取缸在月底五天內完成，取缸時核對好地點、缸號，并且記錄下取缸時間（月、日、時）罩上塑料袋，送回實驗室。

2.6 瓷坩堝的準備

將100mL的瓷坩堝洗凈、編號，置于電熱干燥箱內在105±5℃下烘3h，取出放入玻璃干燥器內，冷卻50min，然后在分析天平上稱量；如同上的操作直至質量恒定，這個值為W0。然后將瓷坩堝置于高溫熔爐內在600℃灼燒2h，待爐內溫度降至300℃以下時取出，放入干燥器中，冷卻50min，稱重。再在600℃下灼燒1h，冷卻50min，稱量，直至質量恒定，此時的值為Wb。

2.7 降塵總量的測定

首先用尺子測量集塵缸的內徑，方法是按不同方向至少測定三處，取其算術平均值。然后用光潔的鑷子將落入缸內的樹葉、昆蟲等異物小心取出，并用水將附著在上面的細小塵粒沖洗下來后扔掉，用淀帚把缸壁擦洗干凈，將缸內溶液和塵粒全部轉入500mL燒杯中，在電熱板上蒸發，使體積濃縮到10mL～20mL，冷卻后用水沖洗杯壁，并用淀帚把杯壁上的塵粒擦洗干凈，將杯中溶液和塵粒全部轉移入已質量恒定的100mL瓷坩堝中，放在搪瓷盤里，在電熱板上小心蒸發至干，然后放入干燥箱在（105±5）℃烘干，再按上述稱量空瓷坩堝方法稱量至質量恒定。這個值為W 1 。

2.8 試劑空白測定

在每批降塵總量樣品測定的同時，取與采樣操作等量的乙二醇水溶液，放入500mL的燒杯中，在電熱板上蒸發濃縮至10mL～20mL，然后將其轉移至已質量恒定的瓷坩堝內，將瓷坩堝放在搪瓷盤中，再放在電熱板上蒸發至干，于（105±5）℃烘干，在按上述瓷坩堝準備的相同操作步驟稱量至質量恒定，減去瓷坩堝的重量W0，即為We。

3 結果與討論

根據實驗室所測的各項數據，依據公式來算出降塵總量M：

M=（W1-W0-We/S·n）·30·104

式中：M-降塵總量，t/km2·30d；

W1-降塵，瓷坩堝、乙二醇水溶液蒸發至干并在105±5℃質量恒定后的質量，g；

W0-瓷坩堝于105±5℃質量恒定后的質量，g；

We-與采樣操作等量的乙二醇水溶液蒸發至干并在105±5℃質量恒定后的質量，g；

S-集塵缸缸口面積，cm2；

n-采樣天數，準確至0.1d。

3.1 數據的結果

所算得的數據的結果要求保留一位小數，并且方法的檢測限為 0.2 t/km2·30d。

3.2 數據的精密度和準確度

在實驗室分別測定A和B兩個統一樣品。

3.3 精密度

3.3.1 重復性

重復性相對標準偏差，樣品A為0.2%～3.5%，樣品B為0.2%～2.2%。

3.3.2 再現性

再現性相對標準偏差，樣品A為2.3%，樣品B為1.0%。

3.4 準確度

樣品A的相對誤差為-3.1%；樣品B的相對誤差為-1.8%。

[1]王錫平，王曉紅，王國璽.石家莊市城市可持續發展的氣候生態狀況淺析.河北：河北師范大學，2004：1-7.

[2]王贊紅.大氣降塵監測研究.北京：北京大學城市與環境學系，2001：1-3.

[3]崔九思，王欽源，王漢平.大氣污染監測方法.2版.北京：化學工業出版社，1996：1040-1046.

[4]http://www.sxhb.gov.cn/laws/hbbz/showb6.山西環境保護網.方法標準：環境空氣降塵的測定重量法，1994.

[5]http://www.cnemc.cn/citystatus/airDailyReport.jsp?name=石家莊，中國環境監測總站.