PM2.5检测方法

1、精品PM2. 5检测方法摘要：PH是“颗粒物质”的缩写，悬浮在空气中，直径小于等于2. 5微米的称为PM2. 5,又 称细颗粒物。但PM2. 5对人体健康威胁更大，极易富集于肺部深处，因此又被称作入肺颗粒 物。与较粗大的颗粒物相比，富含更大量的有毒有害物质，而且能在大气中停留更长时间， 输送距离也更远，对大气环境及人体健康的影响也更大，是导致黑肺和灰霾天的主要凶手。 关键词：PM2.5；重量法；B射线吸收法：微量振荡天平法1引言10月30日开始，北京连续三天陷入大雾的包用之中，市环保局公布的空气质疑却只是“轻 度污染”。而在微博上，网友们贴出美国大使馆公布的不断破300的空气污染指数。双方差距

2、如此之大，主要是因为我国未纳入PM2. 5监测。据了解，城市的PM2.5主要来 自燃煤发电、工业生产、汽车尾气排放等。在中国大部分地区，特别是华北地区，PM2. 5占 到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。环保部门专家表示，将PM2. 5列入空气质量指标进行监测，我国技术上并不存在问题， 只是“时机不成熟”。对此，相关人士解释称，目前我国PH10的浓度水平还比较高，问题还 没得到根本解决，而PM2. 5的污染情况较重，如果制左实施PM2. 5的环境空气质量标准，将 大范用超标。据了解，目前北京、上海等城市已经自发地开展PM2. 5监测。资料显示，北京在2000年 之后设有40多个PM2. 5常规监

3、测点，只是从未对外发布英监测结果。空气中漂浮着各种大小的颗粒物，PM2. 5是其中较细小的那部分。要想测泄PH2.5的浓 度，需要分两步走：第一步：把PM2. 5与较大的颗粒物分离：第二步：测左分离岀来的PM2.5 的重量。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测圧方法有三种：重量法、B射线吸收法和 微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的，区别在于第二步。2重量法将PM2. 5直接截留到滤膜上，然后用天平称重，这就是重量法。值得一提的是，滤膜并 不能把所有的PM2. 5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米 以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。损失部分

4、极细小的颗粒物对结果影响并 不大，因为那部分颗粒对PM2. 5的重量贡献很小。精品重虽法测量P见.，浓度普遍采用大流量采样器，原理为采样泵抽取一立体积的空气进入 切割器，将空气动力学直径小于30 um的颗粒物切割分离，PM：颗粒随着气流经切割器的岀 口被阻留在已称重的滤膜上。根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，汁算岀5的浓度。 计算公式为：C = -xl000(1)Ft式中：CPM“的质量浓度，mg/m5;W：采样后滤膜质量，mg：Wx采样前滤膜质量，mg：F换算成标准状况下的采样流L/min；t -采样时间，min。重疑法是最直接、最可靠的方法，是验证英它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工

5、 称重，程序繁琐费时。如果要实现自动监测，就需要用到対外两种方法。3 B射线吸收法将PM2. 5收集到滤纸上，然后照射一束beta射线，射线穿过滤纸和颗粒物时由于被 散射而衰减，衰减的程度和PM2. 5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2. 5的重 量。B射线吸收原理：原子核在发生B衰变时，放出B粒子。B粒子实际上是一种快速带电 粒子，它的穿透能力较强，当它穿过一左厚度的吸收物质时，英强度随吸收层厚度增加而逐 渐减弱的现象叫做B吸收。当吸收物质的厚度比B粒子的射程小很多时，B射线在物质中的 吸收，近似为：1-审J式中：Io滤纸没有吸附吸收物质时的B粒子记数值：I是B射线穿过吸收物质厚

6、度为tm的滤纸的B粒子记数值：一一一称为质量吸收系数或质量衰减系数，单位为cm:/mg,对于同一吸收物质，与 放射能虽有关：ts一一称为质虽厚度，单位为mg/cm=oB射线源采用放射源叱，放射能屋在100 u Ci以下，半衰期为5730年，安全可靠。P射线吸收原理测量普遍采用国际上流行的0射线吸收原理自动监测仪，仪 器利用抽气泵对大气进行恒流采样，经PNS切割器切割后，大气中的PM2. 5颗粒物吸附在 精品B源和盖革汁数管之间的滤纸表面采样前后盖革计数管计数值的变化反映了滤纸上吸附灰 尘的质量变化，由此可以得到采样空气中PM注的浓度。精品首先，盖革il数管电路记录下0射线通过空白滤纸时的强度L

7、,由式(2)得：I、- 以(3)第二步：恒流抽气系统通过$切割器抽入一定体积的样气，PMc s颗粒被阻留在 仪器滤纸表面上；第三步：探测器记录下此时0射线的强度，设为I”由式(2)得：12 = 了腱-尺树(4)式中：Am PS的质量厚度，单位为mg/cmzo假设I。在整个测量过程中保持不变。综合(3)和(4),得：第四步：根据滤纸被探测而积、采样流虽和采样时间，计算出PM*的质量浓度。得:C = ixl000(6)Ft= In 式中：C -PM： 6的质量浓度，mg/mj；S探测而积，CUE：F换算成标准状况下的采样流量，L/min；t -采样时间，min。4微量振荡天平法一头粗一头细的空心玻

8、璃管，粗头固左，细头装有滤芯。空气从粗头进，细头出，PM2.5 就被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头以一左频率振荡，该频率和细头重量的平方根成 反比。于是，根据振荡频率的变化，就可以算出收集到的PM2. 5的重量5优缺点5.1重量法重量法大流疑采样器测量PM“的缺点是要求人工工作疑大，滤膜采样前后需实验室烘干 称重，人工换纸和取样，手工il算PM：。的浓度，自动化程度低，不适合进行远距离监测，且 取日均值时需连续采样12小时以上，不能反映PM：。浓度的短时间变化情况，不能对沙尘暴 等恶劣天气的变化进行实时反映。其优点是成本较低。精品5.2 B射线吸收原理B射线吸收原理自动监测仪测量P血的优点

9、是要求样品疑很少，根据实际需要，采样时 间l99min可调，可每小时自动得出一个监测数据，实时反映空气中浓度的变化情况， 并可进行数据传输，有利于远程监测和自动控制，并极大的减少了人工工作量。其缺点是相 对成本较高。6适用范围6.1重量法重量法大流疑采样器适用于近郊或经济条件相对落后的小城市，也可用于P乩。污染变化 较小的城市，在国内外环境质量评估中应用比较广泛。6.2 B射线吸收原理P射线吸收原理自动监测仪适用范伟I较广，在24小时空气质量连续自动监测中应用广 泛。在污染较重或地理位置重要的地方，B射线吸收原理自动监测仪可有效的反映出空气中 PM：。污染浓度的变化情况，为环保部门进行空气质量评估和政府决策提供准确、可靠的数据 依据。7.结论B射线吸收原理PNL,自动监测仪完全可以替代传统的重量法大流量采样器进行空气中 PM2. 5浓度的连续自动监测，并能实时、准确反映空气中P區5浓度的变化情况，在PM,污 染浓度变化较大或地理位置重要的地区作用突出，重疑法大流疑采样器可作为B射线吸收原 理PH：.S自动监测仪24小时连续自动监测的必要补充。参考文献：1国家环境保护局科技标准司编，大气环境分析方法标准，1998.2。2张玉钧，刘文清等，大气中可吸入粉尘（PM2 0射线法测虽的理论与数据处理，中国科学院安徽光学 精密机械研究所址子电子学报，2001.2。3祀