论文部分内容阅读
[摘 要]TSP指的是一种总颗粒物质，它悬浮在大气环境中，并对其质量有着极其严重的影响，是目前空气质量检测中最为重要的污染物。它的存在不但关系着环境卫生及其美观情况，而且对人们的生活质量和身体健康也有着极大的危害。为此，不断加强和改进大气环境TSP含砷检测技术就显得尤为重要、迫在眉睫了，其中，又要属一些一线城市和工业城市最为严重了。本篇文章主要大气环境中TSP含砷概念极其检测情况进行了简要的介绍，并举实例向我们阐述了一种改进技术的应用，还向我们提出了几点防治TSP污染的基本措施。
[关键词]大气环境 TSP 砷 环境监测
中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0284-02
伴随着经济的进步和技术水平的不断发展，很多的现代工农业生产也得到了提高，这在很大程度上改变了人们的生活环境。这主要是由于进入环境中的化学物质在日益增多，并且很大一部分的无机污染物还会附着在大气颗粒物之上，那些直径小于100um的颗粒是能够被人们吸收的[1]。为此，它们的存在直接影响着人类的生活水平和生命健康。这也就要求我们势必要寻找、研究出來最为先进、完善的技术来监测大气TSP中的无机污染物存在情况和发展趋势，以便采取有效的措施来进行控制和改善，并最终达到保护大气环境质量的目的。
1、大气环境中TSP含砷概论
在对我国235个城市进行大气监测，其结果显示，SO2、NOx和TSP达到国家二级标准的达标率分别为49%、62%和26%，由此，我们明显看出目前我国城市都处于大气严重污染的危害中，其中，最为严重的要属TSP了。其中北方城市的TSP含量在392μg/Nm3左右，南方城市的TSP含量在392μg/Nm3左右。就TSP而言，它指的是所有悬浮于大气环境中的颗粒物质，又称之为大气灰尘。
砷（As）是一种灰黑色的非金属物质，一般情况下它是比较稳定的，只有在遇到浓硫酸、硝酸和王水的时候才会发生反应。就砷的化合物来说，都有一定的毒性，其中三氧化二砷，也就是我们常说的砒霜，属于剧毒物质，是目前我们环境检测中最为关注的砷的化合物。它并不溶于水，只在碱液中会被溶解，当温度超过193℃的时候就会发生升华现象[2]。大气环境中含砷物质的存在主要诞生于含砷矿石冶炼，制革、染料、玻璃工业及含砷农药的生产等。
2、大气环境中污染物TSP含砷监测概念、方法
2.1 监测概念
1）环境监测概念
环境监测的提出是为了能够全面、及时的预测出来环境中存在的问题，并对其进行防范，其主要措施包括环境监测部门连续的实时动态的监测大气环境中的污染物来院、存在情况及发展趋势。现阶段，我们的环境监测要求准、快、全以及法律效力四个方面。首先，准是监测的根本，只有在监测准确的基础上才能确保后续措施是有效的；其次，快的提出是因为大气环境是瞬息万变的，所以要求监测措施能够处理好突发情况，以便保证监测结果的准确性、及时性和全面性；然后，全指的是监测的领域、范围要全面、广泛，以便可以让所有的部门都满足；最后，要求具备的法律效力是前提，只有在监测系统具备一定的法律效力基础上，才能为以后相应措施的采取提供有力依据和保障。
2）环境监测的必要性
通过大气环境监测得到的数据和分析结果，是大气环境质量报告填写的基础，能够为环境预警提供有力依据，为大气环境质量更深层次的研究提供有效的参考资料，是研究人员能够更为准确的掌握大气环境的污染物变化和发展趋势。同时，大气环境污染物的监测数据和分析还影响着环保部门的决策，这主要是因为该成果能够提高环境相关法律法规的针对性和方向性。
3）环境监测现状
环境监测为我们试试环境保护和污染控制奠定了坚实的基础。尽管较其它国家而言，我国对于环境的监测开始的晚了很多，但是，我们监测技术的发展速度确实不容忽视的。目前，我们在全国建立的大气环境质量监测网络已经达到成熟，包括660个设置在一百多个重点城市的空气自动监测站点，以及超过500个的酸雨监测点、八十多个沙尘暴监测点。已经实现了监测技术的及时性、全面性。
2.2 大气环境监测方法
1）大气环境中TSP含砷监测布点的原则
目前，国内外对于大气环境中TSP含砷监测布点的研究已经逐渐趋于成熟，就我国来说，在结合实际情况和发展趋势的前提下，要求具备以下几个基本原则：一、科学性原则，要求监测部门在掌握要监测对象的基础上，选择合适的方法；二、一致性原则，在科学性的引导下，我们得到的监测结果就会具备一定的可信度，此时，我们就要注意，无论是什么样的地形或者多么复杂的气候条件，我们的监测数据都要保证一定的高度水平，统一的条件设置，以便得出的结果具有可比性，并进一步增加其结果的可信度；三、代表性原则，指的是为了能够更准确的预测出来大气环境的发展方向，要求监测部门对大气环境进行重点监测；四、经济性原则，找出来污染物分布的大致情况，并进行合理的监测点设置，以求结果更准确、措施最经济。
2） 大气环境中TSP含砷监测方式
目前我们所具备的检测布点方式并不是通用的，而是多种多样的，需要根据实际情况来确定具体的布点方式。有的时候，为了使结果更加准确，我们还会一次采用多种布点法来解决。就目前我们常用的布点法来说，包括以下几种：一、功能区布点法，该方式主要在检测刚开始的时候运用，该方法的完美应用要以掌握区域功能为前提，因为区域要先进行划分，然后根据功能的不同才能进行不同形式的布点。该方法综合考虑人类活动及区域格局对环境的影响，通过扩散点位的形式，可以更为全面的寻找出来污染因素。二、网格布点法，该方法主要采取的是以坐标方式进行平均布设的措施，对所有的区域进行网格划分。在那些污染源多的地方最适合采取该监测方式，同时，该方法的使用必须要全面考虑多个社会因素的影响。由于该方式并不受人为因素的影响，所以它所反映的污染物空间分布是极为准确的。三、扇形布点法，该方式的选取需要有确定的主风向，并且还要有很多高架污染源的地区，原点设在污染源处，以主风向为轴，在下风处规划出角度在45度到90度范围的扇形区域，并将采样点布设在该段弧上。四、同心圆布点法，当我们所要监测的领域中污染源较集中且多的时候，我们就采取该方式，具体做法为，围绕同一个圆心画出来半径不等的多个圆和射线，并选取它们的焦点作为监测的采样点。 2.3 目前具备的先进监测设备
目前，我国所使用的环境监测仪器主要有原子吸收光谱（包括火焰FLAAS和石墨炉GFAAS）、离子色谱仪（LC）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等。并且我国生产这些仪器的技术已经达到了国际先进水平，获得了人们的认可，就性价比而言，在市场上也占据着一定的优势。其中，ICP-AES达到了国产化的水平，GFAAS在我国的生产也日益完善，都为我国环境监测质量、能力的达标甚至提高奠定了坚实的基础。同时，现在我们在原子荧光光谱仪领域的研究已经超过了国外先进水平，很多国家目前都是从我国进口该仪器。就原子荧光光谱仪来说，它对于As的测定有着极高的灵敏度，为大气环境中TSP含砷监测的准确度奠定了坚实的基础。就一些大型的光谱仪来说，我国目前能生产出来并用于环境监测的只有ICP-AES[3]。
3、某市大气环境中TSP含砷监测改进技术实例
3.1 监测用仪器与试剂
监测用采样与分析儀器有：KC-1000大气采样泵；7230分光光度计（10mm比色皿）；250mL砷化氢发生装置。所用试剂包括：甘油（分析纯）；25cm×20cm聚丙烯滤膜；浸渍滤膜，采样前将50%的甘油涂在聚丙烯滤膜表面，并在室温下晾干；二乙基二硫代氨基甲酸银（DDC-Ag）（分析纯）；15%碘化钾溶液100mL；混有数粒金属锡（便于保存）的40%氯化亚锡溶液100mL；无砷锌粒（10～20目）；三乙醇胺（分析纯）；浓硫酸（超纯）；醋酸铅棉花；显色剂；砷标准储备液，称取011320g三氧化二砷（105℃烘干2h）于50mL烧杯中，加20%（m/V）氢氧化钠溶液2mL，待溶解均匀之后再加1mol/l硫酸10mL，最后稀释到100mL；砷标准使用液，在使用的时候要先将砷稀释为1.00μg/mL的浓度。
3.2 空气采样与实验室样品分析
1） 采样与处理
将聚丙烯滤膜放在KC-1000大气采样泵，并将流量调整在1.0m3/min上，每天连续18h的采集含砷样品。之后，将该滤膜对着分为4份，并选取对称的一份剪碎置于砷化物发生瓶中，加70mL水。
2） 样品分析
主要就是绘制标准曲线：一、准备好5支砷化氢发生瓶，并分别放入以上采样处理过的浸渍滤膜，依照表1操作、配制，还要确保溶液体积始终为70mL。二、将4mL浓硫酸、4mL碘化钾以及2mL氯化亚锡加入到以上5个发生瓶里面，并待摇匀之后放置一刻钟。三、导气管一头连接装有5mL吸收液的吸收管，一头连接加入了4g无砷锌粒的砷化氢发生瓶，它们都用水密封了，并且连接的地方没有空气流通现象，通过在室温下一个半小时的反应，能够使其将砷完全释放。此时，用氯仿将其稀释回5mL。四、用1cm比色皿，以氯仿调零，选定波长510nm处，测定试剂空白和样品吸光度，以便通过计算得到准确的截距和斜率。最后计算出来砷含量。
某市环境空气中砷监测结果如下表2所示：
3.3 结果
在依照《环境监测技术规范》要求计算的基础上，我们计算出来最低检出限为0.48Lg，最低检出浓度为0.0000006mg/m3。由此不难看出，该监测方法是极为合理和准确的，应广泛应用于环境空气中低浓度砷的监测。所用监测方法相对平均偏差在9%的范围以内，相对误差在7%的范围之内。就洗脱效率及回收效率来说，其具体结果如下表3所示。
4、TSP污染防治方法
一、污染源防治措施。就污染源来说，它包括自然和人工污染源两种。自然污染指的污染范围比较大，是来源于火山暴发、风沙扬尘、沙尘暴等处于高空中的危害。对于这些问题我们目前还没有较为完善的处理方式，职能采取种植树木，减少土壤退化，以及避免水土的流失等。人工污染主要是因为工业的急速发展，这时影响较大的要属城市了。这就要求我们严格遵循《中华人民共和国大气污染防治法》。二、利用植物法，植物在自然界中属于生产者的范畴，为环境的净化提供了有力的保障。三、采用喷水的方法，我国是一个人口大国，无论在什么地方都有着大流量的车辆、大密度的人群。而他们的运用都要与地面进行摩擦，进而就诞生了更多的灰尘，细小的灰尘就容易融入到低空中，并且由于电荷的作用，其很难沉降。为此，通过定期的地面喷洒水措施，就可以降低电荷的存在，进而降低空气中的灰尘密度。四、采用清洗进城的机动车辆的方法，大量数据和测验得到，来自于农村和郊区的车辆都会带有一定的灰尘和泥土，这些都是TSP污染源产生的主要条件和因素。
5、结论
总而言之，大气环境的质量直接关系着人类的生活水平和发展，只有处在优质的生存环境中，人们才能够保证持续健康的生活和发展。只有采取先进的大气环境中TSP含砷监测技术，监测大气环境中的污染物情况，才能从得到的样品数据中获得我们所需的准确的TSP含砷的变化情况和发展方向，并及时的采取正确、有效的措施来进行改善。
参考文献
[1]孙丽丽，张智杰.电感耦合等离子体发射光谱仪测定重钙中铅、砷、铬、镉含量.《磷肥与复肥》.2011年5期
[2]郑莉莉，程温莹，康健.成都市东区TSP及其重金属污染分析.《环境科学与管理》.2012年2期
[3]杨晴，张凯柴，发合，李倦生.周广柱，长株潭城市群秋季大气颗粒物中典型重金属污染特征研究.2012. 第19届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2012年学术年会
[关键词]大气环境 TSP 砷 环境监测
中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0284-02
伴随着经济的进步和技术水平的不断发展，很多的现代工农业生产也得到了提高，这在很大程度上改变了人们的生活环境。这主要是由于进入环境中的化学物质在日益增多，并且很大一部分的无机污染物还会附着在大气颗粒物之上，那些直径小于100um的颗粒是能够被人们吸收的[1]。为此，它们的存在直接影响着人类的生活水平和生命健康。这也就要求我们势必要寻找、研究出來最为先进、完善的技术来监测大气TSP中的无机污染物存在情况和发展趋势，以便采取有效的措施来进行控制和改善，并最终达到保护大气环境质量的目的。
1、大气环境中TSP含砷概论
在对我国235个城市进行大气监测，其结果显示，SO2、NOx和TSP达到国家二级标准的达标率分别为49%、62%和26%，由此，我们明显看出目前我国城市都处于大气严重污染的危害中，其中，最为严重的要属TSP了。其中北方城市的TSP含量在392μg/Nm3左右，南方城市的TSP含量在392μg/Nm3左右。就TSP而言，它指的是所有悬浮于大气环境中的颗粒物质，又称之为大气灰尘。
砷（As）是一种灰黑色的非金属物质，一般情况下它是比较稳定的，只有在遇到浓硫酸、硝酸和王水的时候才会发生反应。就砷的化合物来说，都有一定的毒性，其中三氧化二砷，也就是我们常说的砒霜，属于剧毒物质，是目前我们环境检测中最为关注的砷的化合物。它并不溶于水，只在碱液中会被溶解，当温度超过193℃的时候就会发生升华现象[2]。大气环境中含砷物质的存在主要诞生于含砷矿石冶炼，制革、染料、玻璃工业及含砷农药的生产等。
2、大气环境中污染物TSP含砷监测概念、方法
2.1 监测概念
1）环境监测概念
环境监测的提出是为了能够全面、及时的预测出来环境中存在的问题，并对其进行防范，其主要措施包括环境监测部门连续的实时动态的监测大气环境中的污染物来院、存在情况及发展趋势。现阶段，我们的环境监测要求准、快、全以及法律效力四个方面。首先，准是监测的根本，只有在监测准确的基础上才能确保后续措施是有效的；其次，快的提出是因为大气环境是瞬息万变的，所以要求监测措施能够处理好突发情况，以便保证监测结果的准确性、及时性和全面性；然后，全指的是监测的领域、范围要全面、广泛，以便可以让所有的部门都满足；最后，要求具备的法律效力是前提，只有在监测系统具备一定的法律效力基础上，才能为以后相应措施的采取提供有力依据和保障。
2）环境监测的必要性
通过大气环境监测得到的数据和分析结果，是大气环境质量报告填写的基础，能够为环境预警提供有力依据，为大气环境质量更深层次的研究提供有效的参考资料，是研究人员能够更为准确的掌握大气环境的污染物变化和发展趋势。同时，大气环境污染物的监测数据和分析还影响着环保部门的决策，这主要是因为该成果能够提高环境相关法律法规的针对性和方向性。
3）环境监测现状
环境监测为我们试试环境保护和污染控制奠定了坚实的基础。尽管较其它国家而言，我国对于环境的监测开始的晚了很多，但是，我们监测技术的发展速度确实不容忽视的。目前，我们在全国建立的大气环境质量监测网络已经达到成熟，包括660个设置在一百多个重点城市的空气自动监测站点，以及超过500个的酸雨监测点、八十多个沙尘暴监测点。已经实现了监测技术的及时性、全面性。
2.2 大气环境监测方法
1）大气环境中TSP含砷监测布点的原则
目前，国内外对于大气环境中TSP含砷监测布点的研究已经逐渐趋于成熟，就我国来说，在结合实际情况和发展趋势的前提下，要求具备以下几个基本原则：一、科学性原则，要求监测部门在掌握要监测对象的基础上，选择合适的方法；二、一致性原则，在科学性的引导下，我们得到的监测结果就会具备一定的可信度，此时，我们就要注意，无论是什么样的地形或者多么复杂的气候条件，我们的监测数据都要保证一定的高度水平，统一的条件设置，以便得出的结果具有可比性，并进一步增加其结果的可信度；三、代表性原则，指的是为了能够更准确的预测出来大气环境的发展方向，要求监测部门对大气环境进行重点监测；四、经济性原则，找出来污染物分布的大致情况，并进行合理的监测点设置，以求结果更准确、措施最经济。
2） 大气环境中TSP含砷监测方式
目前我们所具备的检测布点方式并不是通用的，而是多种多样的，需要根据实际情况来确定具体的布点方式。有的时候，为了使结果更加准确，我们还会一次采用多种布点法来解决。就目前我们常用的布点法来说，包括以下几种：一、功能区布点法，该方式主要在检测刚开始的时候运用，该方法的完美应用要以掌握区域功能为前提，因为区域要先进行划分，然后根据功能的不同才能进行不同形式的布点。该方法综合考虑人类活动及区域格局对环境的影响，通过扩散点位的形式，可以更为全面的寻找出来污染因素。二、网格布点法，该方法主要采取的是以坐标方式进行平均布设的措施，对所有的区域进行网格划分。在那些污染源多的地方最适合采取该监测方式，同时，该方法的使用必须要全面考虑多个社会因素的影响。由于该方式并不受人为因素的影响，所以它所反映的污染物空间分布是极为准确的。三、扇形布点法，该方式的选取需要有确定的主风向，并且还要有很多高架污染源的地区，原点设在污染源处，以主风向为轴，在下风处规划出角度在45度到90度范围的扇形区域，并将采样点布设在该段弧上。四、同心圆布点法，当我们所要监测的领域中污染源较集中且多的时候，我们就采取该方式，具体做法为，围绕同一个圆心画出来半径不等的多个圆和射线，并选取它们的焦点作为监测的采样点。 2.3 目前具备的先进监测设备
目前，我国所使用的环境监测仪器主要有原子吸收光谱（包括火焰FLAAS和石墨炉GFAAS）、离子色谱仪（LC）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等。并且我国生产这些仪器的技术已经达到了国际先进水平，获得了人们的认可，就性价比而言，在市场上也占据着一定的优势。其中，ICP-AES达到了国产化的水平，GFAAS在我国的生产也日益完善，都为我国环境监测质量、能力的达标甚至提高奠定了坚实的基础。同时，现在我们在原子荧光光谱仪领域的研究已经超过了国外先进水平，很多国家目前都是从我国进口该仪器。就原子荧光光谱仪来说，它对于As的测定有着极高的灵敏度，为大气环境中TSP含砷监测的准确度奠定了坚实的基础。就一些大型的光谱仪来说，我国目前能生产出来并用于环境监测的只有ICP-AES[3]。
3、某市大气环境中TSP含砷监测改进技术实例
3.1 监测用仪器与试剂
监测用采样与分析儀器有：KC-1000大气采样泵；7230分光光度计（10mm比色皿）；250mL砷化氢发生装置。所用试剂包括：甘油（分析纯）；25cm×20cm聚丙烯滤膜；浸渍滤膜，采样前将50%的甘油涂在聚丙烯滤膜表面，并在室温下晾干；二乙基二硫代氨基甲酸银（DDC-Ag）（分析纯）；15%碘化钾溶液100mL；混有数粒金属锡（便于保存）的40%氯化亚锡溶液100mL；无砷锌粒（10～20目）；三乙醇胺（分析纯）；浓硫酸（超纯）；醋酸铅棉花；显色剂；砷标准储备液，称取011320g三氧化二砷（105℃烘干2h）于50mL烧杯中，加20%（m/V）氢氧化钠溶液2mL，待溶解均匀之后再加1mol/l硫酸10mL，最后稀释到100mL；砷标准使用液，在使用的时候要先将砷稀释为1.00μg/mL的浓度。
3.2 空气采样与实验室样品分析
1） 采样与处理
将聚丙烯滤膜放在KC-1000大气采样泵，并将流量调整在1.0m3/min上，每天连续18h的采集含砷样品。之后，将该滤膜对着分为4份，并选取对称的一份剪碎置于砷化物发生瓶中，加70mL水。
2） 样品分析
主要就是绘制标准曲线：一、准备好5支砷化氢发生瓶，并分别放入以上采样处理过的浸渍滤膜，依照表1操作、配制，还要确保溶液体积始终为70mL。二、将4mL浓硫酸、4mL碘化钾以及2mL氯化亚锡加入到以上5个发生瓶里面，并待摇匀之后放置一刻钟。三、导气管一头连接装有5mL吸收液的吸收管，一头连接加入了4g无砷锌粒的砷化氢发生瓶，它们都用水密封了，并且连接的地方没有空气流通现象，通过在室温下一个半小时的反应，能够使其将砷完全释放。此时，用氯仿将其稀释回5mL。四、用1cm比色皿，以氯仿调零，选定波长510nm处，测定试剂空白和样品吸光度，以便通过计算得到准确的截距和斜率。最后计算出来砷含量。
某市环境空气中砷监测结果如下表2所示：
3.3 结果
在依照《环境监测技术规范》要求计算的基础上，我们计算出来最低检出限为0.48Lg，最低检出浓度为0.0000006mg/m3。由此不难看出，该监测方法是极为合理和准确的，应广泛应用于环境空气中低浓度砷的监测。所用监测方法相对平均偏差在9%的范围以内，相对误差在7%的范围之内。就洗脱效率及回收效率来说，其具体结果如下表3所示。
4、TSP污染防治方法
一、污染源防治措施。就污染源来说，它包括自然和人工污染源两种。自然污染指的污染范围比较大，是来源于火山暴发、风沙扬尘、沙尘暴等处于高空中的危害。对于这些问题我们目前还没有较为完善的处理方式，职能采取种植树木，减少土壤退化，以及避免水土的流失等。人工污染主要是因为工业的急速发展，这时影响较大的要属城市了。这就要求我们严格遵循《中华人民共和国大气污染防治法》。二、利用植物法，植物在自然界中属于生产者的范畴，为环境的净化提供了有力的保障。三、采用喷水的方法，我国是一个人口大国，无论在什么地方都有着大流量的车辆、大密度的人群。而他们的运用都要与地面进行摩擦，进而就诞生了更多的灰尘，细小的灰尘就容易融入到低空中，并且由于电荷的作用，其很难沉降。为此，通过定期的地面喷洒水措施，就可以降低电荷的存在，进而降低空气中的灰尘密度。四、采用清洗进城的机动车辆的方法，大量数据和测验得到，来自于农村和郊区的车辆都会带有一定的灰尘和泥土，这些都是TSP污染源产生的主要条件和因素。
5、结论
总而言之，大气环境的质量直接关系着人类的生活水平和发展，只有处在优质的生存环境中，人们才能够保证持续健康的生活和发展。只有采取先进的大气环境中TSP含砷监测技术，监测大气环境中的污染物情况，才能从得到的样品数据中获得我们所需的准确的TSP含砷的变化情况和发展方向，并及时的采取正确、有效的措施来进行改善。
参考文献
[1]孙丽丽，张智杰.电感耦合等离子体发射光谱仪测定重钙中铅、砷、铬、镉含量.《磷肥与复肥》.2011年5期
[2]郑莉莉，程温莹，康健.成都市东区TSP及其重金属污染分析.《环境科学与管理》.2012年2期
[3]杨晴，张凯柴，发合，李倦生.周广柱，长株潭城市群秋季大气颗粒物中典型重金属污染特征研究.2012. 第19届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2012年学术年会