李金瑩 徐 軍 王 悅 樊曉翠 許愛華 方 鵬 劉 琦 劉俊杰

（1.青島明華電子儀器有限公司，青島 266000；2.山東省計量科學(xué)研究院，濟(jì)南 250014；3.山東省社會公正計量行，濟(jì)南 250014；4.荊門市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，荊門 431000）

1 前言

降塵反映了大氣顆粒物的自然沉降量。降塵目前的監(jiān)測分析方法是《環(huán)境空氣降塵的測定重量法》（GB/T 15265-1994），該標(biāo)準(zhǔn)方法基于重量法，存在以下幾點問題：1）質(zhì)量控制要求不夠細(xì)化，樣品質(zhì)量管理未做說明；2）對采樣點位以及布設(shè)原則未做細(xì)致要求；3）實驗工具淀帚使用效果不佳等問題。本文將針對國標(biāo)法這幾點問題結(jié)合實驗室與實際降塵采集經(jīng)驗進(jìn)行分析，闡述了影響降塵數(shù)據(jù)的因素并采取優(yōu)化措施。

2 采樣與測定影響因素分析

2.1 質(zhì)量控制

1）準(zhǔn)確度（新標(biāo)準(zhǔn)HJ168-2020 執(zhí)行，后稱為正確度［1］）指標(biāo)對比

國標(biāo)GB/T 15265 中正確度是用相對誤差指標(biāo)表示［2］，但實際降塵樣品受地域影響差異較大，其采集過程受諸多因素影響較難獲得一致的標(biāo)準(zhǔn)樣品用于相對偏差計算，本實驗采用HJ168 中A.5.3 條加標(biāo)回收率這一指標(biāo)來確定降塵樣品的正確度。實際樣品是從實驗室、倉庫地面、貨架、電器等表面收集的灰塵，將收集的模擬樣品分別按照0.1000g、0.3000g、0.7000g 規(guī)格稱量樣品各6 份，放入潔凈、干燥的降塵缸內(nèi)，按GB/T 15265 中7 步驟分析進(jìn)行操作，按公式（1）進(jìn)行計算，具體數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 實驗室空白加標(biāo)回收率計算表

μ——加標(biāo)量，g

Pi——加標(biāo)回收率，%。

表1 中空白加標(biāo)回收率范圍為88.7%～101.5%，其中0.1000g 模擬樣品的一個空白加標(biāo)回收率為88.7%（由于加標(biāo)較少，分析轉(zhuǎn)移時少了少量，引入了較大人工誤差），其他17 份空白加標(biāo)回收均率≥91.7%，分析數(shù)據(jù)結(jié)果良好。

2）空白試樣對比

國標(biāo)GB/T 15265 中未要求此項內(nèi)容，本實驗在樣品測定前，以空白加標(biāo)的形式分析了3 組不同加標(biāo)量的6次實驗室內(nèi)質(zhì)控樣品，回收率如表1 所示，增加質(zhì)量保證與控制，使質(zhì)控手段具體化體現(xiàn)，便于實驗人員進(jìn)行實驗室內(nèi)部質(zhì)控驗證結(jié)果。

3）平行樣設(shè)置對比

國標(biāo)GB/T 15265 中未要求此項內(nèi)容，本實驗在實際降塵采集過程中降塵缸數(shù)量為10個，分為5組，每組設(shè)置兩個平行樣，通過此措施可有效避免由于人工誤差或者意外鳥糞等異物進(jìn)入采集樣品中導(dǎo)致樣品廢棄的可能性，避免點位數(shù)據(jù)缺失無法彌補的現(xiàn)象，進(jìn)而提升了環(huán)境空氣質(zhì)量評價以及考核等工作推進(jìn)。

2.2 采樣點位與收集液

1）對采樣點位布設(shè)對比

國標(biāo)GB/T 15265 中要求了降塵缸距離地面高度5～12m 與采樣口距離平臺1～1.5m［2］，未細(xì)化要求說明采樣口的捕集空間以及與周圍障礙物之間的距離，本實驗在實際降塵采集過程中參考標(biāo)準(zhǔn)HJ664《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》中內(nèi)容，一是，采樣口周圍水平面應(yīng)保證270 ℃以上的捕集空間；二是，采樣口離建筑物墻壁、屋頂?shù)戎挝锉砻娴木嚯x應(yīng)大于1 m［3］（實際布點距離＞2m）。通過這兩項要求避免了高大建筑、樹木等阻礙空氣流動保證樣品充分收集，并避免了支撐物及平臺上揚塵對樣品采集的影響，如圖1 所示。

2）乙二醇用量及收集液高度對比

國標(biāo)GB/T 15265 中說明了根據(jù)季節(jié)調(diào)整水量，未說明需要調(diào)整乙二醇量，本實驗在實際降塵采集過程中調(diào)整了乙二醇用量，避免在冬季遇到收集液有浮冰的現(xiàn)象。將原來每月乙二醇+水比例60+100（mL）調(diào)整為100+100（mL）的比例。同時，需要注意的是，在樣品收集過程中，若降塵缸內(nèi)收集液低于0.3 cm 時，需及時補充乙二醇與水溶液，確保整個采集過程為濕法采樣，避免由于收集液干涸后引起缸內(nèi)二次揚塵的現(xiàn)象，造成采集樣品損失。

2.3 分析工具

1）清理缸壁工具對比

國標(biāo)GB/T 15265 中要求使用淀帚將缸壁擦洗干凈。但在實際操作中，淀帚有效面積較小，降塵缸面積卻較大，清理顆粒物時效率低、易遺漏，且制作淀帚存在難度，不易制作成功。在實驗中采用了面積較大、易沖洗的軟質(zhì)硅膠刮刀代替，提高了工作效率和可操作性。

圖1 采樣點位布設(shè)圖

2）去除異物工具對比

國標(biāo)GB/T 15265 中未要求此項內(nèi)容，本實驗采用了1 mm（18 目）金屬篩進(jìn)行篩選去除異物。在大氣降塵中小于50 μm 的顆粒物占70%～98%［4］，小于63 μm 的顆粒物占83%～82%［5］，使用1 mm 孔徑的金屬篩可以通過環(huán)境空氣中受重力自然沉降的顆粒物，也可以有效去除樹葉、鳥糞、蟲子、花絮等異物，降低人工誤差操作，提高準(zhǔn)確度。

2.4 實際采樣分析

根據(jù)國標(biāo)GB/T 15265 與本實驗措施對比內(nèi)容，在做完實驗室空白試驗后，在位于高速公路東側(cè)100m，南側(cè)有建筑物正在施工的臨近辦公樓頂上進(jìn)行實際降塵采樣，在采集期間做了5 組室外平行雙樣，通過優(yōu)化采樣點位，冬天采集過程中提升了乙二醇用量至100mL，分析過程按照GB/T 15265中7分析步驟［2］進(jìn)行，并使用軟質(zhì)硅膠刮刀擦凈缸壁以及使用金屬篩去除異物，計算過程按照8 結(jié)果的表示［2］進(jìn)行計算，然后根據(jù)公式2 計算降塵數(shù)據(jù)的重復(fù)性，計算結(jié)果如表2 所示。

式中：s——重復(fù)性，%。

xi——第i次的降塵總量值，t/km2·30 d。

x ——10次重復(fù)性降塵總量值的平均值，t/km2·30 d。

表2 實際降塵數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

通過表2 可以看出，4次降塵采集數(shù)據(jù)通過采取文中的措施取得重復(fù)性好，其范圍為：3.15%～5.85%，說明在降塵采集過程中改善了部分質(zhì)控流程、收集溶液、分析工具、采樣位置等因素起到了良好作用，并減少了分析人員的人工誤差，提升了分析結(jié)果的有效性，縮小了結(jié)果之間的差異性。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)公式（3）計算分析數(shù)據(jù)的平行性，計算結(jié)果如表2 所示。

式中：P——平行性，%；

n——檢測樣品的組數(shù)，n=4。

從表2 可以看出，平行性的計算結(jié)果良好，僅為4.62%，說明本實驗中分析及操作方法的穩(wěn)定性高，規(guī)避了偶然性結(jié)果，大大降低了誤差，提升了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、可信度的同時，也提高了工作效率，促使文章描述的分析方法更易于推廣運用。

3 總結(jié)

總結(jié)了在降塵采集與分析過程中，展開了以下內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15265 進(jìn)行相關(guān)措施的對比分析，總結(jié)如表3 所示。

降塵采集數(shù)據(jù)的測定對于大氣環(huán)境質(zhì)量評價，以及評價各城市污染狀況，實施城市大氣環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理具有重要意義，為進(jìn)一步提升降塵采集數(shù)據(jù)的有效性、重復(fù)性，可采取或優(yōu)化在實驗室質(zhì)量控制、采樣點位與收集液、分析工具等環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)措施內(nèi)容，用于指導(dǎo)實際降塵采集工作，推進(jìn)環(huán)境管理工作。另外，降塵采集過程中后期展望是可以引入自動降塵分析設(shè)備，能夠自動分析降塵數(shù)據(jù)，既能減少人為誤差、保障數(shù)據(jù)完整性、提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，也能提高工作效率。

表3 國標(biāo)法與本文分析內(nèi)容對比表