资源简介

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任务2.7 环境空气中细颗粒物（PM2.5）的测定
项目二 环境空气质量监测
前言/PREFACE
PM2.5，又称细颗粒物，是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大，是我国秋冬季空气污染防治聚焦的重点之一。
学习目标
掌握环境空气中PM2.5的测定方法和操作要点，并掌握初步评价方法。
知识目标
技能目标
1、能熟练、规范操作颗粒物采样器；
2、能规范采集PM2.5样品，并准确填写采样记录；
3、能规范保存和运输PM2.5样品；
4、能准确分析样品，填写分析测试原始记录表，并对原始数据进行处理；
5、能正确选择评价标准对监测结果进行评价；
6、能把质量控制与保障措施贯穿运用在整个监测过程中。
1、以工匠精神学习环境空气中PM2.5测定的知识与技能；
2、学会获取、判别、利用PM2.5测定所需的资料及信息，具备一定的信息素养；
3、科学、依法、诚信开展环境空气中PM2.5的测定，强化监测过程中的质量意识。
素质目标
PM2.5测定依据
环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范
（HJ 656-2013）
环境空气 PM10/PM2.5的测定 重量法
（HJ 618-2011）
目录/Contents
01
02
03
04
05
重量法（HJ 618-2011）
测定准备
样品采集
分析步骤
结果计算与评价
06
质量控制与保证
01
重量法
（HJ 618-2011）
一、重量法——适用范围
标准规定了测定环境空气中PM2.5的重量法。
标准适用于环境空气PM2.5浓度的手工测定。
标准的检出限为0.010mg/m3（以感量0.1mg分析天平，样品负载量为1.0mg，采集108m3空气样品计）。
适用范围
环境空气 PM10/PM2.5的测定 重量法（HJ 618-2011）
一、重量法——方法原理
通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中PM2.5被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出PM2.5的浓度。
　　
方法原理
环境空气 PM10/PM2.5的测定 重量法（HJ 618-2011）
02
测定准备
二、测定准备——仪器和设备
（1）采样器：PM2.5采样器，由切割器、滤膜夹、流量测量及控制部件、抽气泵等组成；
（2）流量校准器：用于对不同流量的采样器进行流量校准；
（3）滤膜保存盒：由对测量结果无影响的惰性材料制造，应对滤膜不粘连，方便取放；
（4）分析天平：感量0.01mg；
（5）恒温恒湿箱（室）：箱（室）内空气温度在（15~30）°C范围内可调，控温精度±1°C。箱（室）内空气相对湿度应控制在（50±5）%。恒温恒湿箱（室）可连续工作。
二、测定准备——采样器的准备
切割器清洗
采样器切割器应定期清洗，清洗周期视当地空气质量状况而定。一般情况下累计采样168h应清洗一次切割器，如遇扬尘、沙尘暴等恶劣天气，应及时清洗。
环境温度检查和校准
用温度计检查采样器的环境温度测量示值误差，每次采样前检查一次，若环境温度测量示值误差超过±2℃，应对采样器进行温度校准。
环境大气压检查和校准
用气压计检查采样器的环境大气压测量示值误差，每次采样前检查一次，若环境大气压测量示值误差超过±1kPa，应对采样器进行压力校准。
气密性检查
应定期检查气密性。
采样流量检查
用流量校准器检查采样流量，一般情况下累计采样168h检查一次，若流量测量误差超过采样器设定流量的±2%，应对采样流量进行校准。
二、测定准备——滤膜的要求
滤膜：根据样品采集目的可选用玻璃纤维滤膜、石英滤膜等无机滤膜或聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、混合纤维素等有机滤膜。滤膜对0.3μm标准粒子的截留效率不低于99.7％；滤膜的其他技术指标要求参见HJ 656附录C。
二、测定准备——滤膜的准备
滤膜称量前，应对每片滤膜进行检查。滤膜应边缘平整，厚薄均匀、无毛刺，无污染，不得有针孔或任何破损。检查合格后的滤膜，方能用于采样。
采样前滤膜检查
将滤膜放在恒温恒湿设备（室）中平衡至少 24 h 后称量。平衡条件为：温度取 15 ℃～30 ℃中任何一点，湿度控制（50%±5%）RH 范围内。
采样前滤膜平衡
滤膜平衡后用分析天平称量滤膜，记录滤膜重量。同一滤膜在相同条件平衡1h后再次称量。同一滤膜两次重量之差应小于0.4mg（大流量采样器）或0.04mg（中小流量采样器）为满足恒重要求，以两次称量结果的平均值作为滤膜称重值。同一滤膜前后两次称量之差超出以上范围则该滤膜作废。
采样前滤膜称量
滤膜称量后，将滤膜平放至滤膜保存盒中，不得将滤膜弯曲或折叠，待采样。
采样前滤膜保存
规范进行滤膜的检查、平衡和称量操作
03
样品采集
三、样品采集——采集样品
采样要求
环境空气监测中采样环境及采样频率的要求，按HJ 194的要求执行。采样时，采样器入口距地面高度不得低于1.5m。采样不宜在风速大于8 m/s等天气条件下进行。采样点应避开污染源及障碍物。若测定交通枢纽处PM2.5，采样点应布置在距人行道边缘外侧1m处。
采样时间
测定PM2.5日平均浓度，每日采样时间应不少于20h。采样时间应保证滤膜上的颗粒物负载量不少于称量天平检定分度值的100倍。
安装采样
采样时，将已编号、称量的滤膜用无锯齿状镊子放入洁净采样夹内的滤网上，滤膜毛面应朝向进气方向，将滤膜牢固压紧至不漏气。安装好采样头，按照采样器使用说明，设置采样时间等参数，启动采样。
滤膜检查
检查合格的滤膜放入滤膜保存盒中，记录采样体积等信息。
滤膜保存
采样过程中应配置空白滤膜，空白滤膜应和采样滤膜一起被运送至采样地点，不采样并保持和采样滤膜相同的时间，与采样后的滤膜一起运回实验室。
配置空白
采样结束后，打开采样头，用镊子取出滤膜，若发现滤膜损坏或滤膜采样区域的边缘轮廓不清晰，则该样品作废；若滤膜上粘有液滴或异物，则该样品作废。
规范采集
三、样品采集——运输与保存
样品的运输
滤膜采集后，应妥善保存后运送至实验室。运输中不得倒置、挤压或发生较大的震动。
01
样品的保存
样品采集完成后，滤膜应尽快平衡称量。如不能及时平衡称量，应将滤膜放置在4℃条件下密闭冷藏保存，最长不超过30d。
02
04
分析步骤
四、分析步骤
对每片滤膜进行复查，不合格的样品（滤膜损坏或滤膜采样区域的边缘轮廓不清晰，滤膜上粘有液滴或异物）作废处理，并做好相应记录。
采样后滤膜复查
将滤膜放在恒温恒湿设备（室）中平衡至少 24 h 后称量。平衡条件为：温度取 15 ℃～30 ℃中任何一点，湿度控制在（50%±5%）RH 范围内。
采样后滤膜平衡
滤膜平衡后用分析天平对滤膜进行称量，每张滤膜称量两次，两次称量间隔至少 1 h。
采样后滤膜称量
同一滤膜两次重量之差应小于0.4mg（大流量采样器）或0.04mg（中小流量采样器）为满足恒重要求，以两次称量结果的平均值作为滤膜称重值。同一滤膜前后两次称量之差超出以上范围则该滤膜作废。
称量要求与记录
规范进行滤膜的检查、平衡和称量操作
05
结果计算与评价
五、结果计算与评价
1、结果计算与表示
式中：ρ——PM2.5的浓度，μg/m3；
W1 ——采样前滤膜的质量，mg；
W2 ——采样后滤膜的质量，mg；
V —— 实际采样体积，m3。
计算结果保留到整位数（单位：μg/m3）。
五、结果计算与评价
2、结果评价
将PM2.5的测定结果与环境空气质量标准进行比较，评价其空气质量是否达到功能区划要求。
评价其空气质量是否达标
环境空气中PM2.5浓度限值
序号 污染物项目 平均时间 浓度限值 单位
一级 二级 1 PM2.5 年平均 15 35 g/m3
24小时平均 35 75
06
质量控制与保证
六、质量控制与保证
（一）监测仪器管理
建立监测仪器管理制度，操作中使用的仪器设备应定期检定、校准和维护。
质量意识
六、质量控制与保证
正确安放滤膜，采样系统无漏气时，采样后滤膜上颗粒物与四周白边之间界限应清晰；如出现界限模糊表明有漏气。应检查滤膜安装是否正确，或更换滤膜密封垫、滤膜夹。该滤膜样品作废。
采样时，采样器的排气应不对PM2.5浓度测量产生影响。
滤膜安装
采样器排气
佩戴手套
空白滤膜
采样时间
采样过程中应配置空白滤膜，空白滤膜应与采样滤膜一起进行恒重、称量，并记录相关数据。空白滤膜前、后两次称量质量之差应远小于采样滤膜上的颗粒物负载量，否则此批次采样监测数据无效。
向采样器中放置和取出滤膜时，应佩戴乙烯基手套等实验室专用手套，使用无锯齿状镊子。
若采样过程中停电，导致累计采样时间未达到要求，则该样品作废。
采样记录
采样过程中所有有关样品有效性和代表性的因素，如采样器受干扰或故障、异常气象条件等均应详细记录，并根据质量控制数据进行审查，判断采样过程有效性。
（二）采样过程质量控制
质量意识
六、质量控制与保证
（三）称量过程质量控制——天平校准质量控制
使用干净刷子清理分析天平的称量室，使用抗静电溶液或丙醇浸湿的一次性实验室抹布清洁天平附近的表层。每次称量前，清洗用于取放标准砝码和滤膜的非金属镊子，确保所有使用的镊子干燥。
称量前应检查分析天平的基准水平，并根据需要进行调节。为确保稳定性，分析天平应尽量处于长期通电状态。
每次称量前应按照分析天平操作规程校准分析天平。
分析天平校准砝码应保持无锈蚀，砝码需配置两组，一组作为工作标准，另外一组作为基准。
质量意识
六、质量控制与保证
（三）称量过程质量控制——滤膜称量质量控制
滤膜称量前应有编号，但不能直接标记在滤膜上；如直接使用带编号（编码）的滤膜或使用带编码标识的滤膜保存盒，必须保持唯一性和可追溯性。
01
01
称量时应消除静电影响并尽量缩短操作时间。
03
03
为避免空气中的颗粒物影响滤膜称量，滤膜不应放置在空调管道、打印机或经常开闭的门道等气流通道上进行平衡调节。每天应清洁工作台和称量区域，并在门道只天平室入口安装“粘性”地板垫，称量人员应穿戴洁净的实验服进入称量区域。
05
05
称量前应首先打开分析天平屏蔽门，至少保持1min，使分析天平称量室内温、湿度与外界达到平衡。
02
02
采样前后滤膜称量应使用同一台分析天平，操作天平应佩戴无粉末、抗静电、无硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐的乙烯基手套。
06
06
称量过程中应同时称量标准滤膜进行称量环境调节的质量控制。
04
04
质量意识

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