CHSX-3900 恒温恒湿称重系统在大气颗粒物滤膜平衡称重检测中的应用

一、实验目的

大气、废气中颗粒物（PM2.5、PM10、低浓度烟尘）采用重量法检测时，滤膜在采样前后极易受环境温湿度、气流扰动、静电影响，滤膜吸附水汽会直接造成称量漂移，是颗粒物数据超差的主要来源。国标明确要求滤膜必须在稳定的恒温恒湿环境中平衡至恒重后再进行称量。传统实验室普通恒温恒湿柜缺少称量一体式结构，滤膜转移过程易受外界温湿度干扰、静电难以消除，称量重复性差，低浓度烟尘检测时误差尤为突出。本实验采用CHSX-3900 恒温恒湿称重系统开展各类颗粒物滤膜平衡、恒重称量试验，验证其温湿度稳定控制、防气流干扰、静电消除、一体化平衡称重的应用效果，规范滤膜平衡与称量作业流程，为环保实验室颗粒物重量法检测提供标准化、低误差的检测方案。

二、实验步骤

（一）仪器与试剂耗材

仪器：CHSX-3900 恒温恒湿称重系统（温度控制范围 15～30℃，控温精度 ±0.2℃；湿度控制范围 40%～60% RH，控湿精度 ±3% RH；内置减震平台、防静电装置、气流隔离结构，平衡腔与称量腔一体化设计，独立循环风道，防凝露设计）；万分之一 / 十万分之一电子分析天平（系统内置）；滤膜夹；滤膜盒。 耗材：石英滤膜、玻璃纤维滤膜、PTFE 滤膜、无尘手套、无尘擦拭布、防静电滤膜盒。 样品：PM2.5 采样滤膜、PM10 采样滤膜、固定污染源低浓度颗粒物滤膜、无组织废气滤膜、污水悬浮物滤膜、活性炭吸附滤膜。

（二）样品预处理

采样完成后的滤膜小心取出，避免表面颗粒物脱落、磕碰污染，将滤膜平稳放入防静电滤膜盒中；空白滤膜、采样滤膜做好编号区分，同步设置平行样与空白滤膜对照组。检查滤膜表面无破损、无明显油污、无外来杂物污染。系统提前开机，按照国标要求设定平衡条件（温度 20℃，湿度 50% RH），提前稳定运行不少于 24h，使腔体内部温湿度达到稳定状态。

（三）恒温恒湿平衡操作

将装有滤膜的滤膜盒有序放置于 CHSX-3900 恒温恒湿称重系统的样品搁架上，滤膜之间预留空隙，保证内部循环气流均匀流通，滤膜不重叠、不挤压。 按照国标要求设置平衡程序：大气 PM2.5、PM10 滤膜恒温恒湿平衡 24h；固定污染源低浓度颗粒物滤膜恒温恒湿平衡 24h；污水悬浮物滤膜平衡不少于 12h。 设备启动内部循环调温调湿系统，持续闭环调控腔内温湿度，配套防静电模块持续消除滤膜表面静电，独立隔舱结构隔绝外部气流扰动，避免开门、人员走动带来的温湿度波动。平衡期间减少舱门开启频次，如需观察状态，快速操作，缩短开门时间。

（四）滤膜称量与恒重判定

滤膜达到设定平衡时长后，在同一恒温恒湿腔体内直接完成称量，无需转移至外部天平室，减少环境变化带来的误差。记录滤膜质量数据，再次放回腔体内继续恒温恒湿平衡 2h 后复称，直至达到恒重要求：两次称量质量差值≤0.04mg（低浓度颗粒物）。全部滤膜样品设置平行滤膜，同步运行空白滤膜，扣除空白滤膜漂移带来的系统误差，最终计算颗粒物质量、浓度结果。

三、实验结果

（一）滤膜平衡效果

经CHSX-3900 恒温恒湿称重系统平衡处理的各类滤膜，滤膜水汽吸附状态稳定，无凝露、无返潮现象；腔体不同位置放置的滤膜平衡一致性良好，腔内温湿度均匀，无局部温湿度偏差；空白滤膜质量漂移量极小，滤膜表面静电消除效果良好，称量时无数值跳变，满足重量法检测前处理平衡要求。

（二）检测数据稳定性与精密度

实验数据统计显示：PM2.5、PM10、低浓度颗粒物平行滤膜称量结果相对标准偏差 RSD≤2.2%；采用传统分体式恒温恒湿箱（平衡后取出转移称量）的平行样 RSD＞4.8%，数据漂移明显，低浓度烟尘样品极易出现数据无效。CHSX-3900 一体化平衡 + 称量设计，规避滤膜转移扰动，显著降低称量不确定度，数据精密度优于传统方案。

（三）批量处理适配性验证

系统大容量腔体可同时放置多组滤膜样品，支持大批量环境空气、废气滤膜同步恒温恒湿平衡；长时间连续运行条件下，腔体温湿度无明显漂移，批次内不同位置滤膜平衡结果无显著性差异（P>0.05），能够满足第三方检测公司、环境监测站集中收样、批量滤膜平衡称量的常态化检测需求。

四、实验结论

CHSX-3900恒温恒湿称重系统依托高精度温湿度闭环控制、一体化平衡称量舱、防静电、减震、防气流干扰的核心优势，在大气及废气颗粒物滤膜恒温恒湿平衡、恒重称量检测中应用效果突出。 平衡环境稳定可控：独立风道闭环调控温湿度，腔内均匀性好，可稳定控制在国标规定温湿度区间，有效消除滤膜吸湿、静电干扰，防止滤膜称量漂移。 称量数据精准可靠：平衡、称量同舱完成，省去滤膜跨环境转移步骤，平行滤膜 RSD≤2.2%，符合 HJ 系列颗粒物重量法标准对滤膜平衡、称量的质控要求，降低颗粒物检测不确定度。 批量检测效率高：腔体可同时容纳大批量滤膜样品，支持昼夜不间断恒温恒湿平衡，适配环境监测、第三方检测机构大批量滤膜集中检测业务，减少人工值守，提升前处理通量。 抗干扰、维护便捷：内置减震、防静电、防凝露结构，对实验室周边温湿度、人员走动扰动有良好隔离效果；内腔易于清洁，样品取放操作简单，适合实验室长期高频使用。

综上，CHSX-3900恒温恒湿称重系统是颗粒物重量法检测的核心配套设备，可替代分体式恒温恒湿柜 + 普通天平的传统组合方案，为 PM2.5、PM10、低浓度烟尘等环境颗粒物检测提供稳定可靠的硬件支撑，保障监测数据合规、精准。

来源：上海喆图科学仪器有限公司