石家庄市大气降尘监测的研究

牛艳才

冀中能源峰峰集团有限公司检测检验中心，河北 邯郸 056201

石家庄市是我国大型工业城市之一，也是发展速度较快的发展中城市。工业生产、交通运输和人类生活生产的污染物严重影响到市内的大气环境质量，随着经济的快速发展和人们对生存环境条件的关注，石家庄市的城市气候、大气质量等与人们生活息息相关的生态环境的恶化问题变得越来越敏感。本文是针对石家庄市大气降尘监测方法的研究，它的实施对于确定石家庄市的降尘监测方法与减少空气中有害污染物方面具有重要意义。

大气降尘是指在空气环境条件下,依靠重力自然沉降在集尘缸中的颗粒物。这些颗粒物源于多种途径,并且具有形态学、化学、物理学和热力学等多方面的特性。大气降尘是地球表层地气系统物质交换的一种形式,降尘过程有重要的环境指征意义。大气降尘的粒径多小于100μm。它包括干降尘和湿降尘。干降尘形式包括自然灰尘和尘暴。湿降尘则为降雨、雪雹等形式从大气中清洗下来的粉尘。其中，对湿降尘的研究开展的较多，可获得较可靠的精度。

1 石家庄市大气污染状况

1.1 石家庄市大气污染现状

石家庄市大气污染主要来源于能源消耗和本市的工业废气排放。其中燃料燃烧过程中排放的废气对大气环境造成了很大的影响。由于本市的能源结构以煤炭为主，主要煤种灰分较高，加上不完全燃烧造成空气污染物以粉尘为主，SO2和NOX含量也较高，总体看来本市污染类型为煤烟型污染。

1.2 大气主要污染物

根据大气污染平均负荷系数算出，石家庄市各大气污染物负荷系数的大小顺序为 TSP（PM10）＞SO2＞NOX，说明影响石家庄市大气环境质量的主要污染物是TSP（PM10）和SO2。

2 监测方法与技术要求

2.1 试剂的选取及测定方法

本次所选用的试剂是国家标准GB/T15265-94规定的乙二醇水溶液，测定方法采用重量法。

2.2 仪器的选择

1）集尘缸，内径为15±0.5cm，高30cm的圆筒形玻璃缸。要选择缸底比较平的集尘缸，要保持在湿式条件下采样，集尘缸内必须装有水，而且当水干涸之前，还要重新添加，防止风将已沉降的尘粒吹走，使能更正确反映出大气中自然沉降的浓度；2）100mL瓷坩埚；3）热板，2000W；4）搪瓷盘；5）分析天平，感量0.1mg。

2.3 采样点的布置

集尘缸一般设在低层建筑物的屋顶。还要注意采样点附近不能有高大的建筑物以及局部污染源的影响。放置屋顶平台上时，采样口应该距平台1m～1.5m。

2.4 取样周期的制定

进行监测的周期一般为30天左右。

2.5 样品的采集

2.5.1 放缸前的准备

在放集尘缸之前，首先加入乙二醇60mL～80mL。

2.5.2 样品的收集

将编好缸号并加有水溶液的集尘缸及时罩上塑料袋，将缸置于采样点的固定架上，取下塑料袋，开始收集样品。并且记录下放缸地点、缸号、时间（年、月、日、时）。

2.5.3 取样时间

取缸在月底五天内完成，取缸时核对好地点、缸号，并且记录下取缸时间（月、日、时）罩上塑料袋，送回实验室。

2.6 瓷坩埚的准备

将100mL的瓷坩埚洗净、编号，置于电热干燥箱内在105±5℃下烘3h，取出放入玻璃干燥器内，冷却50min，然后在分析天平上称量；如同上的操作直至质量恒定，这个值为W0。然后将瓷坩埚置于高温熔炉内在600℃灼烧2h，待炉内温度降至300℃以下时取出，放入干燥器中，冷却50min，称重。再在600℃下灼烧1h，冷却50min，称量，直至质量恒定，此时的值为Wb。

2.7 降尘总量的测定

首先用尺子测量集尘缸的内径，方法是按不同方向至少测定三处，取其算术平均值。然后用光洁的镊子将落入缸内的树叶、昆虫等异物小心取出，并用水将附着在上面的细小尘粒冲洗下来后扔掉，用淀帚把缸壁擦洗干净，将缸内溶液和尘粒全部转入500mL烧杯中，在电热板上蒸发，使体积浓缩到10mL～20mL，冷却后用水冲洗杯壁，并用淀帚把杯壁上的尘粒擦洗干净，将杯中溶液和尘粒全部转移入已质量恒定的100mL瓷坩埚中，放在搪瓷盘里，在电热板上小心蒸发至干，然后放入干燥箱在（105±5）℃烘干，再按上述称量空瓷坩埚方法称量至质量恒定。这个值为W 1 。

2.8 试剂空白测定

在每批降尘总量样品测定的同时，取与采样操作等量的乙二醇水溶液，放入500mL的烧杯中，在电热板上蒸发浓缩至10mL～20mL，然后将其转移至已质量恒定的瓷坩埚内，将瓷坩埚放在搪瓷盘中，再放在电热板上蒸发至干，于（105±5）℃烘干，在按上述瓷坩埚准备的相同操作步骤称量至质量恒定，减去瓷坩埚的重量W0，即为We。

3 结果与讨论

根据实验室所测的各项数据，依据公式来算出降尘总量M：

M=（W1-W0-We/S·n）·30·104

式中：M-降尘总量，t/km2·30d；

W1-降尘，瓷坩埚、乙二醇水溶液蒸发至干并在105±5℃质量恒定后的质量，g；

W0-瓷坩埚于105±5℃质量恒定后的质量，g；

We-与采样操作等量的乙二醇水溶液蒸发至干并在105±5℃质量恒定后的质量，g；

S-集尘缸缸口面积，cm2；

n-采样天数，准确至0.1d。

3.1 数据的结果

所算得的数据的结果要求保留一位小数，并且方法的检测限为 0.2 t/km2·30d。

3.2 数据的精密度和准确度

在实验室分别测定A和B两个统一样品。

3.3 精密度

3.3.1 重复性

重复性相对标准偏差，样品A为0.2%～3.5%，样品B为0.2%～2.2%。

3.3.2 再现性

再现性相对标准偏差，样品A为2.3%，样品B为1.0%。

3.4 准确度

样品A的相对误差为-3.1%；样品B的相对误差为-1.8%。

[1]王锡平，王晓红，王国玺.石家庄市城市可持续发展的气候生态状况浅析.河北：河北师范大学，2004：1-7.

[2]王赞红.大气降尘监测研究.北京：北京大学城市与环境学系，2001：1-3.

[3]崔九思，王钦源，王汉平.大气污染监测方法.2版.北京：化学工业出版社，1996：1040-1046.

[4]http://www.sxhb.gov.cn/laws/hbbz/showb6.山西环境保护网.方法标准：环境空气降尘的测定重量法，1994.

[5]http://www.cnemc.cn/citystatus/airDailyReport.jsp?name=石家庄，中国环境监测总站.