简介

降尘是指自然降落于地面的空气颗粒物，其粒径多在10微米以上，计量指标单位为一定时间内单位面积上地表沉降物质的量。大气粉尘自然沉降量的监测是开展较早的大气污染物例行监测项目。1降尘反映颗粒物的自然沉降量，用每月沉降于单位面积上颗粒物的重量表示（单位：t/km2·月）。

在空气中沉降较快，故不易吸入呼吸道。其自然沉降能力主要取决于自重和粒径大小。是反映大气尘粒污染的主要指标之一。

来源降尘是大气中粉尘的沉积物,大气中粉尘颗粒物的来源可以分为自然来源和人为来源两类。在自然源和人为源中都有一次和二次颗粒物的来源。自然源中一次颗粒物的来源主要有:土壤颗粒物和地球表面的沉积物、火山喷发形成的火山粉尘、由各种火灾产生的烟尘颗粒、海洋中波浪破碎和气泡爆炸产生的大气气溶胶、陨石进入地球大气层分解形成的宇宙粉尘、生物界的花粉、孢子等。二次颗粒物的来源主要有:森林中放出的碳氢化合物经光化反应后产生的微小颗粒,自然界硫、氮、碳循环中的转化物等,人为源主要包括工业过程如矿山和露天采石场等产生的工业粉尘。1

测定主题内容与适用范围1 主题内容

本标准规定了降尘的测定方法。本标准采用乙二醇水溶液做收集液的湿法采样，用重量法测定环境空气中的降尘。

2 适用范围

本标准适用于测定环境空气中可沉降的颗粒物。方法的检测限为0.2t/km2·30d。2

原理空气中可沉降的颗粒物，沉降在装有乙二醇水溶液做收集液的集尘缸内，经蒸发、干燥、称重后，计算降尘量。2

试剂本标准所用试剂除另有说明外，均为公认的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水。

1乙二醇(C2H6O2)。2

仪器1 集尘缸，内径15±0.5cm，高30cm的圆筒形玻璃缸。缸底要平整。

2 100mL瓷坩埚。

3电热板，2000W。

4搪瓷盘。

5分析天平，感量0.1mg。2

采样点的设置和样品的收集1 采样点的设置

1.1 在采样前，首先要选好采样点。选择采样点时，应先考虑集尘缸不易损坏的地方，还要考虑操作者易于更换集尘缸。普通的采样点一般设在矮建筑物的屋顶，或根据需要也可以设在电线杆上。

1.2采样点附近不应有高大建筑物，并避开

1.3 集尘缸放置高度应距离地面5～12m。在某一地区，各采样点集尘缸的放置高度尽力保持在大致相同的高度。如放置屋顶平台上，采样口应距平台1～1.5m，以避免平台扬尘的影响。

1.4 集尘缸的支架应该稳定并很坚固，以防止被风吹倒或摇摆。

1.5 在清洁区设置对照点。

2样品的收集

2.1 放缸前的准备

集尘缸在放到采样点之前，加入乙二醇60～80mL，以占满缸底为准，加水量视当地的气候情况而定。譬如：冬季和夏季加50mL，其他季节可加100～200mL。加好后，罩上塑料袋，直到把缸放在采样点的固定架上再把塑料袋取下，开始收集样品。记录放缸地点、缸号、时间(年、月、日、时)。

注：加乙二醇水溶液既可以防止冰冻，又可以保持缸底湿润，还能抑制微生物及藻类的生长。

2.2 样品的收集

按月定期更换集尘缸一次(30±2d)。取缸时应核对地点、缸号，并记录取缸时间(月、日、时)，罩上塑料袋，带回实验室。取换缸的时间规定为月底5d内完成。在夏季多雨季节，应注意缸内积水情况，为防水满溢出，及时更换新缸，采集的样品合并后测定。2

分析步骤1 瓷柑埚的准备

将100mL的瓷坩蜗洗净、编号，在105±5℃下，烘箱内烘3h，取出放入干燥器内，冷却50min，在分析天平上称量，再烘50min，冷却50min，再称量，直至恒重(两次重量之差小于0.4mg)，此值为W0。然后将其在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，称量，直至恒重，此值为Wb。

2 降尘总量的测定

首先用尺子测量集尘缸的内径(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10～20mL，冷却后用水冲洗杯壁，并用淀帚把杯壁上的尘粒擦洗干净，将溶液和尘粒全部转移到已恒重的100mL瓷坩埚中，放在搪瓷盘里，在电热板上小心蒸发至干(溶液少时注意不要崩溅)，然后放入烘箱于105±5℃烘干，按上述方法称量至恒重。此值为W1。 注：淀帚是在玻璃棒的一端，套上一小段乳胶管，然后用止血夹夹紧，放在105±5℃的烘箱中，烘3h后使乳胶管粘合在一起，剪掉不粘合的部分制得，用来扫除尘粒。

3 降尘总量中可燃物的测定

3.1 将上述已测降尘总量的瓷坩埚放入马福炉中，在600℃灼烧3h，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，称量，直至恒重，此值为W2。

3.2 将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10～20mL，然后将其转移至已恒重的瓷坩埚内，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，按7.1条称量至恒重，减去瓷坩埚的重量W0，即为W0。然后放入马福炉中在600℃灼烧，按7.1条称量至恒重，减去瓷坩埚的重量Wb，即为Wd。测定W0、Wd时所用乙二醇水溶液与加入集尘缸的乙二醇水溶液应是同一批溶液。2

结果的表示降尘量为单位面积上单位时间内从大气中沉降的颗粒物的质量。其计量单位为每月每平方公里面积上沉降的颗粒物的吨数(即t/km2·30d)。2

1 计算方法

1.1 降尘总量按式(1)计算：

式中：M——降尘总量，t/km2·30d

Wl——降尘、瓷坩埚和乙二醇水溶液蒸发至干并在105±5℃恒重后的重量，g

W0——在105±5℃烘干的瓷坩埚重量，g；

Wc——与采样操作等量的乙二醇水溶液蒸发至干并在105±5℃恒重后的重量，g

s——集尘缸缸口面积，cm2

n——采样天数，(准确到0.1d)。

1.2 降尘中可燃物按式(2)计算：

式中：M/——可燃物量，t/km2·30d

Wb——瓷坩埚于600℃灼烧后的重量，g

W2——降尘、瓷坩埚及乙二醇水溶液蒸发残渣于600℃灼烧后的重量，g

Wd——与采样操作等量的乙二醇水镕液蒸发残渣于600℃灼烧后的重量，g

s——集尘缸缸口面积，cm2

n——采样天数，(准确到O.1d)。

2 报告结果。结果要求保留一位小数。2

精密度和准确度五个实验室分别发放A、B两个统一样品。

1精密度

1.1 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%。

1.2再现性

再现性相对标准偏差样品A为2.3%，样品B为1.0%。

2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%。2

注意事项1 大气降尘系指可沉降的颗粒物，故应除去树叶、枯枝、鸟粪、昆虫、花絮等干扰物。

2 每一个样品所使用的烧杯、瓷坩埚等的编号必须一致，并与其相对应的集尘缸的缸号一并及时填入记录表中。

3 瓷坩埚在烘箱、马福炉及干燥器中，应分离放置，不可重叠。

4 蒸发浓缩实验要在通风柜中进行，样品在瓷坩埚中浓缩时，不要用水洗涤坩埚，否则将在乙二醇与水的界面上发生剧烈沸腾使溶液溢出。当浓缩至20mL以内时应降低温度并不断摇动，使降尘粘附在瓷坩埚壁上，避免样品溅出。

5 应尽量选择缸底比较平的集尘缸，可以减少乙二醇的用量。2

时空分布大气降尘是浮尘、扬沙、沙尘暴等天气现象的反映,因此其时空分布与沙尘天气的时空分布基本一致。在大的时间尺度上,降尘频率随气候的变化与环境的演变而发生变化。现代粉尘堆积的实例和历史时期"雨土"的事实表明,降尘频繁期对应于气候干冷期,低发期对应于暖湿期。根据黄土堆积速率估计,地质历史时期的大风降尘天气可能比现在频繁,也有学者对此观点存在异议。在短时间尺度上,从年际变化来看,沙尘天气频率主要受风能环境的影响,近50年,中国北方大部分地区沙尘天气呈减少区域,但在部分沙漠化地区则有所增加,可能于沙漠化的发展有关;由于沙尘传输方向受控于风向,因此沙尘天气的年内变化也与主风向变化有关,降尘季节分布一般以春季最高,夏季次之,秋季和冬季相对较低。

目前对大气降尘尚缺乏网络化监测,历史时期的"雨土"事实表明,我国降尘范围西起新疆、东至海滨、北至内蒙、南迤长江以南,华南也有零星分布,并且可以认为越靠近沙尘源区,降尘量也越大。即使在同一景观内,由于受微地貌特征的影响,降尘的差异也较明显。在不同高度上,降尘一般随高度的增高呈减少趋势,对和田降尘的研究表明93.14%的降尘集中在70cm和180cm的高度。3

对陆地生态系统的影响大气降尘颗粒中的不同成分可以对陆地生态系统产生不同影响,并被认为是地表生态系统中营养元素的重要输入来源。据分析,沙尘暴降尘中至少有38种化学元素,它的发生大大增加了大气固态污染物的浓度,给策源地、周边地区以及下风地区的大气环境、土壤、水质、农业生产等造成了长期的、潜在的危害。研究表明,降尘从大气中消除部分硫酸离子、硝酸离子、Na+、K+、Ca2+、Mg2+离子,及Pb、Cd、Zn等重金属,1,引起土壤酸化及其他反应导致地表生态系统变化将其带入土壤或水域。如欧洲南部高山湖泊没有像北部湖泊一样发生酸化的原因,可能归功于大气降尘的影响。另外,降尘颗粒物可以使植物叶面被遮盖,进而影响植物的光合作用和呼吸作用,沉降到地表会改变土壤的酸碱度和养分供给，所有这些现象的发生也会间接影响农作物产量和质量。粉尘对陆地生态系统的良性作用也是存在的,比如降尘可以使气携氮化物被添加到土壤中,可以在干旱地区形成粘结性结壳从而固定沙丘和其它活动地表,以及形成了肥沃的黄土高原等。近年来,降尘对文物古迹的影响也越来越引起文物保护专家们的极大关注。在地质历史上,一些学者认为粉尘对古生物的演化也起了关键作用,如白垩纪末发生的恐龙灭绝事件可能与陨石撞击引起的稠密粉尘云导致的太阳辐射减少和全球显著变冷有关。3

对海洋生态系统的影响某些海域沉积物中风尘堆积的部分可占80%左右[。来自亚洲内陆的粉尘约有一半可以远距离输送到中国海区乃至北太平洋地区。研究认为海洋中的许多元素,如Pb、Al、Mn、Zn以及某些碳氢化合物和某些有机合成化合物,经由大气远距离的输送比河流入海更为重要,这些元素可以直接影响海洋生物的营养盐供应,为浮游植物的生长"施肥",控制海洋的初级生产力。粉尘气溶胶所携带的铁往往是某些海区初级生产力的重要限制因素,其主要机理是由于粉尘远距离输送过程中,其中大量的Fe3+转化为Fe2+,并在大洋表层海水溶解成为生物吸收的营养元素。一些海区的实例研究表明,赤潮的爆发也可能与粉尘输送大量的Fe2+有关,如在1999年7月1日前后,撒哈拉沙漠沙尘暴颗粒跨越大西洋到达西弗罗里达,使墨西哥湾附近海水中可溶性二价铁的浓度增加了300%赤潮,我国的渤海和黄海频繁爆发的赤潮可能也与源于我国西北部的沙尘暴爆发有很大的相关性,使有毒的红色硅藻大量繁殖而形成。3

粉尘沉积物的古环境意义大气粉尘沉积物分布相当广泛,在深海、陆地以及南北半球的冰盖中均包含有风尘颗粒物质。在古环境研究领域内,基于这些粉尘记录已经有效地揭示出区域乃至全球不同年代沉积物与相应气候条件的关系、大气环流系统的演化、陆地环境变化、区域构造地质事件的发生和发展等。比如通过分析冰芯中所含的粉尘微粒可以提取大气粉尘的变化信息,进而反演沙尘事件的演化过程以及重建温度和降水的变化信息。第四纪以来,大气圈西风环流加强和东亚季风环流的建立,使我国北方大部分地区不同程度地接受了大量气携粉尘沉积,形成巨厚黄土地层,风积黄土堆积序列较完整地记录了最近240万年来的环境变化信息,这对指示亚洲内陆荒漠演化的历史、各种尺度的东亚古大气环流格局的演化、地球轨道变化、青藏高原隆升及其环境效应和古生物、古人类演化等方面的信息均有重要意义。3

与降尘的区别飘尘和降尘都是空气中的颗粒物。空气中的颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是由自然污染源和人为污染源释放到空气中直接造成的，二次颗粒物是由空气中某些污染物和大气中的氧、水之间发生化学反应转化生成的。飘尘和降尘的区别在于颗粒物直径的不同和在重力作用下沉降的速度不同。飘尘粒径小于10微米，能在空气中长期飘浮;降尘粒径大于10微米，在重力作用下可以降落。人们通常用降尘量来判断大气的清洁度。降尘量是指每月在每平方千米面积上降落尘埃的吨数，一般降尘量达到每月每平方千米30吨，为中度大气污染;降尘量达每月每平方千米50吨以上，为重度大气污染。4