PM2.5檢測方法

1、精品PM2. 5檢測方法摘要：PH是“顆粒物質(zhì)”的縮寫，懸浮在空氣中，直徑小于等于2. 5微米的稱為PM2. 5,又 稱細(xì)顆粒物。但PM2. 5對(duì)人體健康威脅更大，極易富集于肺部深處，因此又被稱作入肺顆粒 物。與較粗大的顆粒物相比，富含更大量的有毒有害物質(zhì)，而且能在大氣中停留更長時(shí)間， 輸送距離也更遠(yuǎn)，對(duì)大氣環(huán)境及人體健康的影響也更大，是導(dǎo)致黑肺和灰霾天的主要兇手。 關(guān)鍵詞：PM2.5；重量法；B射線吸收法：微量振蕩天平法1引言10月30日開始，北京連續(xù)三天陷入大霧的包用之中，市環(huán)保局公布的空氣質(zhì)疑卻只是“輕 度污染”。而在微博上，網(wǎng)友們貼出美國大使館公布的不斷破300的空氣污染指數(shù)。雙方差距

2、如此之大，主要是因?yàn)槲覈醇{入PM2. 5監(jiān)測。據(jù)了解，城市的PM2.5主要來 自燃煤發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等。在中國大部分地區(qū)，特別是華北地區(qū)，PM2. 5占 到了整個(gè)空氣懸浮顆粒物重量的大半。環(huán)保部門專家表示，將PM2. 5列入空氣質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，我國技術(shù)上并不存在問題， 只是“時(shí)機(jī)不成熟”。對(duì)此，相關(guān)人士解釋稱，目前我國PH10的濃度水平還比較高，問題還 沒得到根本解決，而PM2. 5的污染情況較重，如果制左實(shí)施PM2. 5的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將 大范用超標(biāo)。據(jù)了解，目前北京、上海等城市已經(jīng)自發(fā)地開展PM2. 5監(jiān)測。資料顯示，北京在2000年 之后設(shè)有40多個(gè)PM2. 5常規(guī)監(jiān)

3、測點(diǎn)，只是從未對(duì)外發(fā)布英監(jiān)測結(jié)果?？諝庵衅≈鞣N大小的顆粒物，PM2. 5是其中較細(xì)小的那部分。要想測泄PH2.5的濃 度，需要分兩步走：第一步：把PM2. 5與較大的顆粒物分離：第二步：測左分離岀來的PM2.5 的重量。目前，各國環(huán)保部門廣泛采用的PM2.5測圧方法有三種：重量法、B射線吸收法和 微量振蕩天平法。這三種方法的第一步是一樣的，區(qū)別在于第二步。2重量法將PM2. 5直接截留到濾膜上，然后用天平稱重，這就是重量法。值得一提的是，濾膜并 不能把所有的PM2. 5都收集到，一些極細(xì)小的顆粒還是能穿過濾膜。只要濾膜對(duì)于0.3微米 以上的顆粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。損失部分

4、極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并 不大，因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2. 5的重量貢獻(xiàn)很小。精品重雖法測量P見.，濃度普遍采用大流量采樣器，原理為采樣泵抽取一立體積的空氣進(jìn)入 切割器，將空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于30 um的顆粒物切割分離，PM：顆粒隨著氣流經(jīng)切割器的岀 口被阻留在已稱重的濾膜上。根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差及采樣體積，汁算岀5的濃度。 計(jì)算公式為：C = -xl000(1)Ft式中：CPM“的質(zhì)量濃度，mg/m5;W：采樣后濾膜質(zhì)量，mg：Wx采樣前濾膜質(zhì)量，mg：F換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣流L/min；t -采樣時(shí)間，min。重疑法是最直接、最可靠的方法，是驗(yàn)證英它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工

5、 稱重，程序繁瑣費(fèi)時(shí)。如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測，就需要用到対外兩種方法。3 B射線吸收法將PM2. 5收集到濾紙上，然后照射一束beta射線，射線穿過濾紙和顆粒物時(shí)由于被 散射而衰減，衰減的程度和PM2. 5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2. 5的重 量。B射線吸收原理：原子核在發(fā)生B衰變時(shí)，放出B粒子。B粒子實(shí)際上是一種快速帶電 粒子，它的穿透能力較強(qiáng)，當(dāng)它穿過一左厚度的吸收物質(zhì)時(shí)，英強(qiáng)度隨吸收層厚度增加而逐 漸減弱的現(xiàn)象叫做B吸收。當(dāng)吸收物質(zhì)的厚度比B粒子的射程小很多時(shí)，B射線在物質(zhì)中的 吸收，近似為：1-審J式中：Io濾紙沒有吸附吸收物質(zhì)時(shí)的B粒子記數(shù)值：I是B射線穿過吸收物質(zhì)厚

6、度為tm的濾紙的B粒子記數(shù)值：一一一稱為質(zhì)量吸收系數(shù)或質(zhì)量衰減系數(shù)，單位為cm:/mg,對(duì)于同一吸收物質(zhì)，與 放射能雖有關(guān)：ts一一稱為質(zhì)雖厚度，單位為mg/cm=oB射線源采用放射源叱，放射能屋在100 u Ci以下，半衰期為5730年，安全可靠。P射線吸收原理測量普遍采用國際上流行的0射線吸收原理自動(dòng)監(jiān)測儀，儀 器利用抽氣泵對(duì)大氣進(jìn)行恒流采樣，經(jīng)PNS切割器切割后，大氣中的PM2. 5顆粒物吸附在 精品B源和蓋革汁數(shù)管之間的濾紙表面采樣前后蓋革計(jì)數(shù)管計(jì)數(shù)值的變化反映了濾紙上吸附灰 塵的質(zhì)量變化，由此可以得到采樣空氣中PM注的濃度。精品首先，蓋革il數(shù)管電路記錄下0射線通過空白濾紙時(shí)的強(qiáng)度L

7、,由式(2)得：I、- 以(3)第二步：恒流抽氣系統(tǒng)通過$切割器抽入一定體積的樣氣，PMc s顆粒被阻留在 儀器濾紙表面上；第三步：探測器記錄下此時(shí)0射線的強(qiáng)度，設(shè)為I”由式(2)得：12 = 了腱-尺樹(4)式中：Am PS的質(zhì)量厚度，單位為mg/cmzo假設(shè)I。在整個(gè)測量過程中保持不變。綜合(3)和(4),得：第四步：根據(jù)濾紙被探測而積、采樣流雖和采樣時(shí)間，計(jì)算出PM*的質(zhì)量濃度。得:C = ixl000(6)Ft= In 式中：C -PM： 6的質(zhì)量濃度，mg/mj；S探測而積，CUE：F換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣流量，L/min；t -采樣時(shí)間，min。4微量振蕩天平法一頭粗一頭細(xì)的空心玻

8、璃管，粗頭固左，細(xì)頭裝有濾芯。空氣從粗頭進(jìn)，細(xì)頭出，PM2.5 就被截留在濾芯上。在電場的作用下，細(xì)頭以一左頻率振蕩，該頻率和細(xì)頭重量的平方根成 反比。于是，根據(jù)振蕩頻率的變化，就可以算出收集到的PM2. 5的重量5優(yōu)缺點(diǎn)5.1重量法重量法大流疑采樣器測量PM“的缺點(diǎn)是要求人工工作疑大，濾膜采樣前后需實(shí)驗(yàn)室烘干 稱重，人工換紙和取樣，手工il算PM：。的濃度，自動(dòng)化程度低，不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測，且 取日均值時(shí)需連續(xù)采樣12小時(shí)以上，不能反映PM：。濃度的短時(shí)間變化情況，不能對(duì)沙塵暴 等惡劣天氣的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)反映。其優(yōu)點(diǎn)是成本較低。精品5.2 B射線吸收原理B射線吸收原理自動(dòng)監(jiān)測儀測量P血的優(yōu)點(diǎn)

9、是要求樣品疑很少，根據(jù)實(shí)際需要，采樣時(shí) 間l99min可調(diào)，可每小時(shí)自動(dòng)得出一個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反映空氣中濃度的變化情況， 并可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有利于遠(yuǎn)程監(jiān)測和自動(dòng)控制，并極大的減少了人工工作量。其缺點(diǎn)是相 對(duì)成本較高。6適用范圍6.1重量法重量法大流疑采樣器適用于近郊或經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)落后的小城市，也可用于P乩。污染變化 較小的城市，在國內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量評(píng)估中應(yīng)用比較廣泛。6.2 B射線吸收原理P射線吸收原理自動(dòng)監(jiān)測儀適用范偉I較廣，在24小時(shí)空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測中應(yīng)用廣 泛。在污染較重或地理位置重要的地方，B射線吸收原理自動(dòng)監(jiān)測儀可有效的反映出空氣中 PM：。污染濃度的變化情況，為環(huán)保部門進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)估和政府決策提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù) 依據(jù)。7.結(jié)論B射線吸收原理PNL,自動(dòng)監(jiān)測儀完全可以替代傳統(tǒng)的重量法大流量采樣器進(jìn)行空氣中 PM2. 5濃度的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測，并能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確反映空氣中P區(qū)5濃度的變化情況，在PM,污 染濃度變化較大或地理位置重要的地區(qū)作用突出，重疑法大流疑采樣器可作為B射線吸收原 理PH：.S自動(dòng)監(jiān)測儀24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測的必要補(bǔ)充。參考文獻(xiàn)：1國家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司編，大氣環(huán)境分析方法標(biāo)準(zhǔn)，1998.2。2張玉鈞，劉文清等，大氣中可吸入粉塵（PM2 0射線法測雖的理論與數(shù)據(jù)處理，中國科學(xué)院安徽光學(xué) 精密機(jī)械研究所址子電子學(xué)報(bào)，2001.2。3祀