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摘 要:大气降尘收集已经成为评价大气环境的有效方法,本文在简单了解几种常见的大气降尘收集方法之后,对相关方法的技术要点进行分析;再通过进行实验分析,对集中大气降尘收集方法进行比较,希望为进一步提高大气环境管理能力提供新思路。
关键词:大气降尘;收集方法;二次起尘
前言:大气降尘是指在空气环境下,通过重力的自然沉降至地表的颗粒物。广义上的大气沉降是大气表层地气系统的物质交换形式,降尘过程已经成为环境指征评价的重要组成部分。通过了解大气降尘,可掌握降尘的性质、强度,判断源地、运行路徑等,对于环境管理的意义重大。
1.大气降尘收集方法
大气降尘技术一般是在自然状况下,空气中相关物质的沉降过程,随着相关技术的发展,大气降尘收集方法已经得到充分发展,具体可分为湿法收集技术、干法收集技术以及玻璃球法收集技术等,这三种收集装置的原理基本相同,通常是根据收集容器内所添加的介质进行区分,因此其降尘收集效率存在数据差异。降尘收集容器主要可分为塑料桶、玻璃缸、塑料箱等,根据国家的相关规定,常见的大气降尘收集容器的规格为高300mm、直径150mm的圆柱体玻璃容器,该容器满足一个月甚至更长时间的降尘采集要求。
1.1干法收集技术
干法收集技术的关键,就是在装置容器内不添加任何介质,此时大气中的尘土会直接降落在容器的底部与外壁上。从效果来看,干法收集技术使最接近于自然环境下的沉降过程,但是在实施阶段存在诸多不足,例如尘土在进入容器内之后会造成“二次起尘”的问题,导致尘土从采集器中“逃逸”,影响测量结果的精准度。除此之外,容器的深度、开口大小都是影响降尘逃逸量的重要因素,所以在使用干法收集技术时要尽量不选择大开口的容器。
1.2湿法收集技术
与干法收集技术相比,湿法收集技术的主要不同之处就是向容器内添加了少量液体,这种处理方法能够使进入到容器内的尘土物质直接融入液体中并沉积在底部,因此可以避免出现“二次起尘”的问题,降低外部因素对最终检测结果的影响[1]。一般为了能够提高湿法收集技术的检测结果精准度,可向容器内添加蒸馏水。但是在使用该方法时也需要注意的是,在气候炎热的情况下,向容器内添加蒸馏水可能会造成细菌、藻类滋生,并改变降尘的量与成分。所以为了能够避免上述问题发生,需要向其中添加可以抑制微生物生长的化学试剂,包括乙二醇等,加入量为60ml-80ml,并根据当地的温度变化,添加蒸馏水50ml-200ml。
1.3玻璃球法收集技术
玻璃球法是指在降尘容器中铺一层玻璃球,这种方法能够促使大气降尘直接落到玻璃球的缝隙中,一般玻璃球的直径为1.2cm-1.5cm左右,成本低且方便使用。这种方法可以有效弥补传统方法的不足,当蒸发量大或者偏远地区,干法收集技术与湿法收集技术存在不便的情况下,可将玻璃球法作为首选技术。
2.大气降尘收集方法的比较实验分析
2.1实验背景
在本次实验分析中,分别按照上文介绍的三种技术,选择抚顺市某开阔位置做大气降尘采集,采集时间为30天,时间跨度为1年。本次样品采集方法的容器直径为150mm,高度300mm,其中干法收集技术对容器做任何处理,湿法收集技术则向容器内添加一定量的蒸馏水,玻璃球法需要向容器内添加一层直径为1.5cm的玻璃球,并确保玻璃球均匀铺在底部。将三个容器装置分别放在不同地点。期间工作人员不对大气降尘收集过程进行干预,在30天期满之后直接将容器送至实验室。
2.2大气降尘的数据处理方法
本次实验中,为保证数据处理阶段,对三个容器的大气降尘标本均采用称重法做数据处理,其中基本技术路径包括:在取下沉缸后,并将样本转移到烧杯中,在将烘干箱温度设置在70℃之后,在确定无水分流动的情况下将其转移到蒸发皿中再烘干1h,并将样本放在电子天平上做称重,连续称重三次之后,确定误差值<0.5mg时,计算标准值,并减去蒸发皿的重量最终得出结果就是降尘量。其中的计算公式为:
公式(1)
在公式(1)中,M代表降尘量,单位为“g/㎡·月”;ms 为处理后的蒸发皿重量,单位为“g”;ma 为蒸发皿的重量,单位为“g”;mo 为添加的乙二醇等物质的重量,单位为“g”;K为实际采样时间,单位为“天”;S为容器口面积,单位为“m2”。
2.3测试结果分析
在按照上述方法对三种大气降尘收集方法的最终结果进行分析后,最终的测量结果如图1所示。
根据图1的相关内容可知,三种检测方法所测量的尘土总量数据差异不显著,证明上述三种方法均在测量大气降尘中发挥这重要作用。但是相比之下,湿法收集技术与玻璃球法之间的差异更小,提示相关人员可将湿法收集技术或玻璃球法技术作为首选方法,这样能够进一步提高数据处理的精准度。
2.4检测中的注意事项
从本次检测结果可发现,湿法收集技术与玻璃球法之间的数据的检测结果误差更小,在检测期间,为了能够进一步提高检测结果的精准度,相关人员还需要重点关注以下问题:(1)无论工作人员在收集大气降尘期间使用哪种检测技术,其检测结果都不可避免的会受到自然因素与人为因素的影响,因此检测结果难以代表自然界的真实降尘量,所以工作人员要使用各种方法来尽量降低外部因素对最终结果的影响,例如在测量期间,可将集尘容器分别安放在较高的高度上,如放在风卷沙土无法达到的位置,这样可避免因为高度问题而影响最终的测量结果。所以在测量期间,可将容器的高度控制在180cm以上,这是一个可接受的高度,并且可以符合采集地的实际情况,保证数据准度[2]。(2)在选择集尘容器期间,不同参数的容器会影响最终的检测结果,这是因为检测容器的光洁度、垂直深度、材质等存在明显的不同,因此对“二次起尘”的抑制能力也存在明显的差异。除此之外,相关地区需要充分考虑到地域因素对最终检测结果的影响,例如本次研究中,11月-12月、1月-3月的降尘量显著增加,考虑其原因与当地采暖存在关系。除此之外,容器的选择是整个实验的重要影响因素,相关人员需要结合本地区的实际情况,合理选择容器。
结束语:目前在大气降尘收集方法选择中,无论是干法收集技术、湿法收集技术、玻璃球法等均各具特征,但是整体来看,湿法收集技术、玻璃球法的结果精准度更高,因此相关人员要合理选择。
参考文献:
[1]张桂芹,谭路遥,张怀成,等.济南城市主干道降尘重金属污染特征及生态风险评价[J].生态环境学报,2020,29(01):156-164.
[2]游芳,甘定宇,许云海,等.南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价[J].环境污染与防治,2019,41(12):1444-1450.
关键词:大气降尘;收集方法;二次起尘
前言:大气降尘是指在空气环境下,通过重力的自然沉降至地表的颗粒物。广义上的大气沉降是大气表层地气系统的物质交换形式,降尘过程已经成为环境指征评价的重要组成部分。通过了解大气降尘,可掌握降尘的性质、强度,判断源地、运行路徑等,对于环境管理的意义重大。
1.大气降尘收集方法
大气降尘技术一般是在自然状况下,空气中相关物质的沉降过程,随着相关技术的发展,大气降尘收集方法已经得到充分发展,具体可分为湿法收集技术、干法收集技术以及玻璃球法收集技术等,这三种收集装置的原理基本相同,通常是根据收集容器内所添加的介质进行区分,因此其降尘收集效率存在数据差异。降尘收集容器主要可分为塑料桶、玻璃缸、塑料箱等,根据国家的相关规定,常见的大气降尘收集容器的规格为高300mm、直径150mm的圆柱体玻璃容器,该容器满足一个月甚至更长时间的降尘采集要求。
1.1干法收集技术
干法收集技术的关键,就是在装置容器内不添加任何介质,此时大气中的尘土会直接降落在容器的底部与外壁上。从效果来看,干法收集技术使最接近于自然环境下的沉降过程,但是在实施阶段存在诸多不足,例如尘土在进入容器内之后会造成“二次起尘”的问题,导致尘土从采集器中“逃逸”,影响测量结果的精准度。除此之外,容器的深度、开口大小都是影响降尘逃逸量的重要因素,所以在使用干法收集技术时要尽量不选择大开口的容器。
1.2湿法收集技术
与干法收集技术相比,湿法收集技术的主要不同之处就是向容器内添加了少量液体,这种处理方法能够使进入到容器内的尘土物质直接融入液体中并沉积在底部,因此可以避免出现“二次起尘”的问题,降低外部因素对最终检测结果的影响[1]。一般为了能够提高湿法收集技术的检测结果精准度,可向容器内添加蒸馏水。但是在使用该方法时也需要注意的是,在气候炎热的情况下,向容器内添加蒸馏水可能会造成细菌、藻类滋生,并改变降尘的量与成分。所以为了能够避免上述问题发生,需要向其中添加可以抑制微生物生长的化学试剂,包括乙二醇等,加入量为60ml-80ml,并根据当地的温度变化,添加蒸馏水50ml-200ml。
1.3玻璃球法收集技术
玻璃球法是指在降尘容器中铺一层玻璃球,这种方法能够促使大气降尘直接落到玻璃球的缝隙中,一般玻璃球的直径为1.2cm-1.5cm左右,成本低且方便使用。这种方法可以有效弥补传统方法的不足,当蒸发量大或者偏远地区,干法收集技术与湿法收集技术存在不便的情况下,可将玻璃球法作为首选技术。
2.大气降尘收集方法的比较实验分析
2.1实验背景
在本次实验分析中,分别按照上文介绍的三种技术,选择抚顺市某开阔位置做大气降尘采集,采集时间为30天,时间跨度为1年。本次样品采集方法的容器直径为150mm,高度300mm,其中干法收集技术对容器做任何处理,湿法收集技术则向容器内添加一定量的蒸馏水,玻璃球法需要向容器内添加一层直径为1.5cm的玻璃球,并确保玻璃球均匀铺在底部。将三个容器装置分别放在不同地点。期间工作人员不对大气降尘收集过程进行干预,在30天期满之后直接将容器送至实验室。
2.2大气降尘的数据处理方法
本次实验中,为保证数据处理阶段,对三个容器的大气降尘标本均采用称重法做数据处理,其中基本技术路径包括:在取下沉缸后,并将样本转移到烧杯中,在将烘干箱温度设置在70℃之后,在确定无水分流动的情况下将其转移到蒸发皿中再烘干1h,并将样本放在电子天平上做称重,连续称重三次之后,确定误差值<0.5mg时,计算标准值,并减去蒸发皿的重量最终得出结果就是降尘量。其中的计算公式为:
公式(1)
在公式(1)中,M代表降尘量,单位为“g/㎡·月”;ms 为处理后的蒸发皿重量,单位为“g”;ma 为蒸发皿的重量,单位为“g”;mo 为添加的乙二醇等物质的重量,单位为“g”;K为实际采样时间,单位为“天”;S为容器口面积,单位为“m2”。
2.3测试结果分析
在按照上述方法对三种大气降尘收集方法的最终结果进行分析后,最终的测量结果如图1所示。
根据图1的相关内容可知,三种检测方法所测量的尘土总量数据差异不显著,证明上述三种方法均在测量大气降尘中发挥这重要作用。但是相比之下,湿法收集技术与玻璃球法之间的差异更小,提示相关人员可将湿法收集技术或玻璃球法技术作为首选方法,这样能够进一步提高数据处理的精准度。
2.4检测中的注意事项
从本次检测结果可发现,湿法收集技术与玻璃球法之间的数据的检测结果误差更小,在检测期间,为了能够进一步提高检测结果的精准度,相关人员还需要重点关注以下问题:(1)无论工作人员在收集大气降尘期间使用哪种检测技术,其检测结果都不可避免的会受到自然因素与人为因素的影响,因此检测结果难以代表自然界的真实降尘量,所以工作人员要使用各种方法来尽量降低外部因素对最终结果的影响,例如在测量期间,可将集尘容器分别安放在较高的高度上,如放在风卷沙土无法达到的位置,这样可避免因为高度问题而影响最终的测量结果。所以在测量期间,可将容器的高度控制在180cm以上,这是一个可接受的高度,并且可以符合采集地的实际情况,保证数据准度[2]。(2)在选择集尘容器期间,不同参数的容器会影响最终的检测结果,这是因为检测容器的光洁度、垂直深度、材质等存在明显的不同,因此对“二次起尘”的抑制能力也存在明显的差异。除此之外,相关地区需要充分考虑到地域因素对最终检测结果的影响,例如本次研究中,11月-12月、1月-3月的降尘量显著增加,考虑其原因与当地采暖存在关系。除此之外,容器的选择是整个实验的重要影响因素,相关人员需要结合本地区的实际情况,合理选择容器。
结束语:目前在大气降尘收集方法选择中,无论是干法收集技术、湿法收集技术、玻璃球法等均各具特征,但是整体来看,湿法收集技术、玻璃球法的结果精准度更高,因此相关人员要合理选择。
参考文献:
[1]张桂芹,谭路遥,张怀成,等.济南城市主干道降尘重金属污染特征及生态风险评价[J].生态环境学报,2020,29(01):156-164.
[2]游芳,甘定宇,许云海,等.南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价[J].环境污染与防治,2019,41(12):1444-1450.