摘要：根据《江苏省环境状况公报》，2015-2017年江苏省所有的13个省辖城市PM2.5均超过《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准的年评价；84%以上的省辖城市PM10浓度超标。从最近三年的江苏省环境状况公报可以看出，PM2.5和PM10是造成环境空气质量超标的重要原因，它们的来源有很多，其中部分来自工业燃煤锅炉。为了提升环境空气质量，需要监测部门能够准确监测锅炉的烟尘浓度，为管理部门制定政策提供数据支持。现结合在实际工作，对影响称量因素作了以下探讨。
关键词：烟尘浓度；称量因素；湿度控制
1 烟尘称重的设备支撑—电子天平的使用与维护
为了得到比较准确的采样前后滤筒的重量，这就需要准确度较高的、操作较简便的电子天平。实验室使用的是赛多利斯BSA224S-CW型天平，经检定为①级天平。因为它的精确度高，所以在使用过程中需要特别注意这样一些事项：电子天平应放置在无阳光直射, 远离暖气、空调以及无可察觉气流的工作室内，称重时注意随手关门，减少室内外空气的对流；电子天平应安置在稳定、无强烈振动的工作台上, 如果周围有振动, 应适当调整相应环境参数以适应电子天平的要求，尽量选择周围环境比较安静的时段来称重；电子天平初次预热需要2小时以上。以后使用要保持24小时通电状态，使用前预热10-20min后使用，在天平稳定5秒的时间内读取称重值；天平在使用过程中，要轻拿轻放，随时关闭天平防风门，保持天平洁净；不要直接用手接触,已去皮的容器和样品，可用镊子或其他工具钳取；不要将手置于天平称量室内，可用一长镊子以确保样品放入；称量易挥发和具有腐蚀性的物品时，要盛放在密闭的容器中，以免腐蚀和损坏电子天平；天平在使用过程中不要过载，即样品的皮重加上样品的净重不要超过天平的最大量程使用；天平在使用过程中不要持续负载，每次称量结束后要及时取下去皮容器或称量纸；在称量粉末样品或液体时，如果出现遗撒样品，要及时用样品刷进行清扫；每次使用结束后，罩上防尘罩。
2 烟尘称重的材料支持—滤筒的选择和处理
在烟尘采样中，通常用滤筒来收集烟尘。根据使用温度的不同，滤筒分为两种：玻璃纤维滤筒和刚玉滤筒，在平时监测中使用最广泛的是玻璃纤维滤筒，这种滤筒由超细玻璃纤维制成，对0.5μm以上尘粒捕集率达99.9%以上,但滤筒可能存在一些情况而影响烟尘的称量，所以在采样前需要对滤筒进行选择和预处理。
2.1滤筒的选择
滤筒选择时，先看外观，要选择滤筒壁厚薄均匀的滤筒，太厚，阻力大；太薄，强度低，容易破。接着看滤筒的一些物理指标，比如规格与设备是否匹配；规格为70mm×25mm的滤筒质量是否在（1±0.2克）之间；阻力测试是否合乎要求，具体做法是将滤筒放入采样枪内，调节烟尘采样器的采样状态与现场采样要求一致，设定流量为50L/min时，仪器的负压要小于10.0kPa。总之，如果滤筒外观厚度适中，厚薄均匀，规格与设备匹配，质量在合理的范围内，阻力合乎要求，这样的滤筒就是我们要选择的滤筒，否则剔除。
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2.2滤筒的处理
合乎要求的滤筒选好了还不行，还要进行一些处理，尽可能减少因为滤筒而影响烟尘的称重。
刷“毛刺”。滤筒表面有一些细的纤维屑，俗称“毛刺”，这些“毛刺”在一定流量的采样枪中会被吹落，造成烟尘质量减少，所以在准备时要将这些“毛刺”尽可能的全部刷掉。
控制烘干时间。在不同季节，环境的湿度相差很大，滤筒中的水分也有很大的差别，在烘箱中烘干一段时间的目的主要是减少由于滤筒中的含水量的差异而造成烟尘质量称重的误差。环境监测要求滤筒在采样前需要在105±5℃的烘箱中烘干1小时，冷却至室温后称重，采样后再在105±5℃的烘箱中烘干1小时，冷却至室温后称重，从上面可以看出采样前后滤筒烘干时间是一样的，这样滤筒本身的含水量基本一致，如果采样前烘干时间长，采样前的滤筒质量偏轻，烟尘质量偏重；反之，烟尘质量偏轻，所以在对滤筒进行烘干处理时要注意烘干时间的控制，要注意前后一致。
3 烟尘称重的环境湿度支援—湿度的控制
据统计，空气湿度每增加10％，滤筒的称量值也平均增加0.0023g。为探究环境湿度、烘干时间与称重时间之间的关系，设计这样一个实验：环境温度24.9℃，湿度79％，选择6个空白滤筒,1、2号滤筒采取烘干一小时，冷却一小时，再烘干一小时，再冷却一小时后称重；3、4号滤筒采取烘干三小时，冷却一小时，再烘干一小时，再冷却一小时后称重；采取烘干一小时，冷却一小时，再烘干三小时，再冷却一小时后称重。实验表明称量时间越长，质量越大，误差也越大，在湿度比较大的情况下要注意称重的时间，越快越好；滤筒的称重一般只需称两次，质量差要求小于0.0004g；从3、4、5、6号滤筒可以看出在湿度较大的情况下，可以通过增加烘干时间来减少误差。实验表明：潮湿的滤筒需在105-110℃恒温下连续烘干四小时，可达到平衡质量的要求。
将2号滤筒放在空气中两小时后再放在装有干燥剂的天平上称量，在30秒内质量由0.9290克减少到0.9280克，可见环境湿度和天平内湿度存在差异也会影响数据的准确性，所以在称量时要注意干燥器与天平之间的距离，越近受到的影响越小；在天平内最好放一定量的干燥剂，使其湿度与干燥器内的湿度比较接近，减少误差；另外称量时，天平防风门要关上，取滤筒时尽量将防风门开得比较小些，减少内外空气的对流；还可以利用空调的除湿功能，减少实验室内环境的湿度；使用标准空白滤筒，这些滤筒作为全程空白，当它的质量与原先的质量相差在±0.0005克时，烟尘的质量应该在允许的误差范围之内，结果相对比较可靠。
实验室烟尘的称重虽然是一个比较简单的实验操作，但要做到尽可能的准确还需要注意一些细节方面的问题，比如天平的日常维护与正确使用、滤筒的选择与处理、环境湿度控制，最重要的是要控制环境湿度，尽量在恒温恒湿的情况下进行称量。随着科技的发展，企业处理烟尘的水平越来越高，有部分企业使用清洁能源，监测的烟尘浓度非常低，低浓度的烟尘称重非常容易受到温度湿度的影响，有条件的实验室已经采用恒温恒湿称重箱系统进行烟尘称重，大大减少了因温度湿度引起的误差。
参考文献：
[1]李阳春，舒彩凤。烟尘监测时采样滤筒的质量控制。环境监测管理与技术，2007。
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[3]陈新建。污染源监测时烟尘采样滤筒的质量控制。中小企业科技，2007，8。
[4]赛多利斯电子天平BSA224S使用说明书。
[5]电子天平检定规程 JJG 1036-2008。
[6]江苏省环境状况公报 2015、2016、2017。
论文作者:栾兰,钟睿,张晓燕,戴肖云
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
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