1. 检测项目分类及技术要点

总悬浮颗粒物（Total Suspended Particulate, TSP）指环境空气中空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。其检测通常分为两大类：环境空气TSP检测和废气/固定污染源排气中TSP检测。两者在采样介质、流量、等速要求及目的上存在根本差异。

1.1 环境空气TSP检测

• 标准方法：主要采用《环境空气 总悬浮颗粒物的测定 重量法》（HJ 1263-2022）。此方法等效于国标（GB/T 15432-1995），但为现行有效标准。

• 采样系统：由大流量采样器（通常工作流量为1.05 m³/min）或中流量采样器（工作流量为0.10 m³/min）、切割器（TSP切割头）、滤膜夹、流量计和抽气泵组成。

• 技术要点：

  1. 滤膜准备：使用超细玻璃纤维滤膜或石英纤维滤膜。滤膜需在恒温恒湿箱内平衡至少24小时（通常温度15-30℃，湿度45%-55%），并称重至恒重。

  2. 采样：将称重后的滤膜装入采样器，以恒定流量采样24小时。记录采样开始和结束时的累计体积、大气压、温度等参数。采样流量需在采样前后用标准流量计进行校准，偏差不应超过±5%。

  3. 样品回收与称重：采样后，滤膜在相同平衡条件下再次平衡24小时后称重。采样前后滤膜质量之差即为采集到的TSP质量。

  4. 浓度计算：TSP浓度（μg/m³） = (W₂ - W₁) / V。其中，W₁和W₂为滤膜采样前后质量（μg），V为采样体积（m³），需换算为标准状态（101.325 kPa，273 K）下的体积。

  5. 质量控制：每批样品必须包括现场空白滤膜和实验室空白滤膜，以评估运输和操作过程中的污染。平行样品的相对偏差应≤15%。

1.2 废气/固定污染源排气中TSP检测

• 标准方法：采用《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）及其修改单（生态环境部公告2017年第87号），或《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》（HJ 836-2017，适用于低浓度排放，如≤20 mg/m³）。

• 核心原理：等速采样。即采样时采样嘴入口处的气流速度必须与烟道内该点的气流速度相等（偏差在-5%至+10%之间），以保证采集的颗粒物样品具有代表性。

• 技术要点：

  1. 采样系统：主要由采样管（含采样嘴）、滤筒（通常使用石英或玻璃纤维滤筒）、冷凝脱水装置、干燥器、流量计（干式累积流量计或临界孔）、抽气泵及控制和测量系统组成。

  2. 测点布设：根据烟道形状和尺寸，按相关标准划分采样断面和确定采样点数目（通常采用网格布点法）。

  3. 预测流速：使用皮托管和微压计测量各采样点的动压、静压、温度，计算各点烟气流速，以确定等速采样所需的初始采样流量。

  4. 等速采样：使用仪器自动跟踪或手动调节，维持等速条件。将颗粒物采集在已恒重的滤筒中，同时记录采样体积。

  5. 样品处理与称重：采样后的滤筒在实验室与采样前相同的条件下（通常为105℃烘箱烘干、干燥器内冷却）平衡、称重。

  6. 浓度计算：颗粒物浓度（mg/m³） = (m₂ - m₁) / V。其中，m₁和m₂为滤筒采样前后质量（mg），V为采样体积（m³），需换算为干烟气、标准状态（101.325 kPa，273 K）和基准含氧量（如有要求）下的体积。

  7. 质量控制：采样前进行系统气密性检查。每个断面采样至少采集三个有效样品。使用已称重的空白滤筒作为过程空白进行质量控制。

2. 各行业检测范围的具体要求

不同行业的废气TSP检测范围和要求主要依据其排放标准和监测技术规范。浓度范围、采样要求及基准条件存在显著差异。

2.1 环境空气监测

• 监测范围：背景点、城市点、区域点、交通点等，关注环境本底及人群暴露水平。

• 浓度范围：通常较低，单位为μg/m³级。中国《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中，TSP的年均二级浓度限值为200 μg/m³，24小时平均浓度为300 μg/m³。

• 具体要求：采样高度一般为3-15米（呼吸带高度或楼顶平台），避开局部污染源。采样时间至少为24小时，以获得日均值。

2.2 工业固定污染源监测

• 电力行业（燃煤锅炉）：排放浓度范围广（从超低排放的<10 mg/m³到老旧机组的数百mg/m³）。必须严格按照GB/T 16157或HJ 836进行等速采样。监测结果需折算至基准氧含量（如6% O₂）后进行达标评判。

• 钢铁行业：涉及烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等多个工序，颗粒物性质（如含铁、高温、高湿）差异大。重点监测烧结机头机尾、高炉出铁场、转炉二次烟气等主要排放口。需注意高湿烟气的冷凝干扰，必要时采用加热采样枪和管线（参照HJ 836）。

• 水泥行业：窑头、窑尾排放的颗粒物浓度高，且烟气温度高、湿度大。采样需使用耐高温的采样嘴和滤筒（如硅酸铝材质），并充分预热采样管。特别注意烟气含湿量的准确测量。

• 垃圾焚烧与生物质锅炉：烟气成分复杂，含湿量高，并可能存在酸雾干扰。推荐使用带加热功能的采样系统（符合HJ 836要求），防止烟气冷凝导致测量误差。

• 其他工业炉窑（陶瓷、玻璃、砖瓦等）：根据《工业炉窑大气污染综合治理方案》及相关行业排放标准，重点监测干燥塔、窑炉烟囱等。需注意工况负荷，应在额定负荷或75%以上负荷下进行监测。

• 无组织排放监测：对于物料破碎、输送、堆场等无组织排放源，需按照《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T 55）设置监控点，通常在厂界或下风向设点，采用环境空气TSP的采样方法进行浓度监控。

通用要求：所有固定污染源监测必须在生产设备处于正常稳定运行工况下进行，并详细记录生产负荷、烟气参数（温度、压力、流速、含湿量、含氧量）等工况信息。

3. 检测仪器的原理和应用

3.1 环境空气TSP采样器

• 原理：基于恒流抽气与过滤捕集。通过高性能风机和流量控制模块，维持采样嘴入口处恒定的体积流量，环境空气中的TSP被有效截留在滤膜上。流量测量通常采用孔口流量计或质量流量计，并自动进行温度、压力补偿，换算为标准状态流量。

• 应用：用于环境空气质量常规监测、背景值监测、科研评估等。大流量采样器可缩短采样时间或采集更多样品用于成分分析。

3.2 废气烟尘（TSP）采样仪

• 原理：核心为等速采样跟踪与过滤捕集。现代仪器多为皮托管平行法自动烟尘气测试仪。

  1. 等速控制：仪器内置微处理器，实时测量皮托管测得的动压、静压、及采样流量计前的温度、压力，自动计算烟道内实时流速和等速采样所需的采样流量，并快速调节抽气泵功率，使实际采样流量跟踪理论值，实现动态等速。

  2. 采样系统：烟气经加热的采样管（防止冷凝）和采样嘴，颗粒物被捕集在位于烟道外或烟道内的滤筒中。后续的冷凝干燥装置用于准确测量烟气含湿量和干燥气体体积。

  3. 测量单元：集成皮托管（测流速）、温度传感器、压力传感器、含氧量传感器（用于浓度折算）、微压计等。

• 分类与应用：

  • 普通浓度烟尘采样仪：基于GB/T 16157，适用于浓度较高的排放源（通常>20 mg/m³）。采样流量较大。

  • 低浓度烟尘采样仪：基于HJ 836，采用全程加热采样系统（采样枪、管线、滤筒夹等均加热至120℃以上），适用于超低排放改造后的低浓度、高湿度烟气测量。对仪器气密性、称重精度要求极高。

  • 便携式直读仪器（如光散射法、β射线法）：常用于现场快速筛查、比对或工艺控制，但其测量结果通常不作为法定排放浓度达标判据，最终仲裁仍需依据重量法。

3.3 辅助与实验室仪器

• 标准流量校准器：用于定期校准采样器的流量计，如罗茨流量计、孔口流量校准器，确保流量测量的溯源性。

• 十万分之一/百万分之一分析天平：用于滤膜和滤筒的精密称量，是保证重量法数据准确性的最关键设备，必须置于防震、恒温恒湿的环境中。

• 恒温恒湿设备：用于采样前后滤膜/滤筒的平衡，控制温湿度条件，减小称量误差。