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行業新聞

PM2.5檢測方法

發布時間: 2016-03-28 20:50   3122 次瀏覽
 PM2.5檢測方法:重量法、β射線吸收法、微量振蕩天平法

 1、引言

  在空氣動力學和環境氣象學中,顆粒物是按直徑大小來分類的,粒徑小于100微米的稱為TSP(TotalSuspendedParticle),即總懸浮物顆粒;粒徑小于10微米的稱為PM10(PM ParticulateMatter縮寫),即可吸入顆粒物;粒徑小于2.5微米的稱為PM2 .5,即可入肺顆粒物,它的直徑僅相當于人的頭發絲粗細的1/20。 

雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它與較粗的大氣顆粒比,粒徑小,富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量影響更大。大氣顆粒物的分類及分析方法:顆粒物分離類縮寫定義分析方法手工分析/自動分析總懸浮顆粒物TSP 環境空氣中空氣動力學當量直徑≤100μm顆粒物

 

重量法GB/T15432 

可吸入顆粒物PM10 環境空氣中空氣動力學當量直徑≤10μm顆粒物重量法、β射線、微量震蕩天平法

 

細顆粒物PM2.5 環境空氣中空氣動力學當量直徑≤2.5μm顆粒物重量法β射線、微量震蕩天平法,空氣中漂浮著各種大小的顆粒物,PM2.5是其中較細小的那部分。要想測定PM2.5的濃度,需要分兩步走:

******步:

PM2.5與較大的顆粒物分離;

******步:

測定分離出來的PM2.5的重量。目前,各國環保部門廣泛采用的PM2.5測定方法有三種:重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。這三種方法的******步是一樣的,區別在于******步。

 

2、重量法

 我國目前對大氣顆粒物的測定主要采用重量法。其原理是分別通過一定切割特征的采樣器,以恒速抽取定量體積空氣,使環境空氣中的PM2.5PM10被截留在已知質量的濾膜上,根據采樣前后濾膜的質量差和采樣體積,計算PM2.5PM10的濃度。必須注意的是,計量顆粒物的單位ug/m3中分母的體積應該是標準狀況下(0℃、101.3kPa)的體積,對實測溫度、壓力下的體積均應換算成標準狀況下的體積。環境空氣監測中采樣環境及采樣頻率要按照HJ.T194 的要求執行。PM10連續自動監測儀的采樣切割裝置一般設計成旋風式,它在規定的流量下,對空氣中10um粒徑的顆粒物具有50%的采集效率、以下為其技術性能指

標表。而且濾膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些極細小的顆粒還是能穿濾膜。只要濾膜對于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率,***算是合格的。損失部分極細小的顆粒物對結果影響并不大,因為那部分顆粒對PM2.5的重量貢獻很小。

 

重量法測量PM2.5濃度普遍采用大流量采樣器,原理為采樣泵抽取一定體積的空氣進入切割器,將空氣動力學直徑小于30μm的顆粒物切割分離,PM2.5顆粒隨著氣流經切割器的出口被阻留在已稱重的濾膜上。根據采樣前后濾膜的質量差及采樣體積,計算出PM2.5的濃度。計算公式為:

 式中:C——PM2.5的質量濃度,mg/m3;W2——采樣后濾膜質量,mg;W1——采樣前濾膜質量,mg;F——換算成標準狀況下的采樣流量,L/min;t——采樣時間,min

 重量法是***直接、*********的方法,是驗證其它方法是否******的標桿。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費時。如果要實現自動監測,***需要用到另外兩種方法。

 

3、β射線吸收法

 Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理,環境空氣由采樣泵吸入采樣管,經過濾膜后排出,顆粒物沉淀在濾膜上,當β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時,Beta射線的能量衰減,通過對衰減量的測定便可計算出顆粒物的濃度。Beta射線法顆粒物監測儀由PM10采樣頭、PM2.5切割器、樣品動態加熱系統、采樣泵和器主機組成。流量為1m3/h 的環境空氣樣品經過PM10采樣頭和PM2.5切割器后成為符合技術要求的顆粒物樣品氣體。在樣品動態加熱系統中,樣品氣體的相對濕度被調整到35%以下,樣品進入儀器主機后顆粒物被收集在可以自動更換的濾膜上。在儀器中濾膜的兩側分別設置了Beta射線源和Beta射線檢測器。隨著樣品采集的進行,在濾膜上收集的顆粒物越來越多,顆粒物質量也隨之增加,此時Beta 射線檢測器檢測到的Beta射線強度會相應地減弱。由于Beta射線檢測器的輸出信號能直接反應顆粒物的質量變化,儀器通過分析Beta 射線檢測器的顆粒物質量數值,結合相同時段內采集的樣品體積,***終得出采樣時段的顆粒物濃度。配置有膜動態測量系統后,儀器能******測量在這個過程中揮發掉的顆粒物,

使***終報告數據得到有效補償,理接近于直實值。

 

測試原理:

  β射線測試法Beta Attenuation   

原理:粉塵粒子吸收β射線的量與粉塵粒子的質量成正比關系。根據粉塵粒子的吸收β射線的多少,計測出粉塵的質量濃度(mg/m3)。此原理不受粉塵粒子大小及顏色的影響。直讀、快速測塵儀、操作簡便。利用沖擊原理采樣??赊D動的圓形玻璃沖擊板可采集30個樣品。

測量范圍:0—50mg/m3。

4、微量震蕩天平法

 TEOM微量振蕩天平法是在質量傳感器內使用一個振蕩空心錐形管,在其振蕩端安裝可更換的濾膜,振蕩頻率取決于錐形管特征和其質量。當采樣氣流通過濾膜,其中的顆粒物沉積在濾膜上,濾膜的質量變化導致振蕩頻率的變化,通過振蕩頻率變化計算出沉積在濾膜上顆粒物的質量,再根據流量、現場環境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物標志的質量濃度。微量振蕩天平法顆粒物監測儀由PM10采樣頭、PM2.5 切割器、濾膜動態測量系統、采樣泵和儀器主機組成。流量為1m3/h 環境空氣樣品經過PM10采樣頭和PM2.5切割器后,成為符合技術要求的顆粒物樣品氣體。樣品隨后進入配置有濾膜動態測量系統(FDMS)的微量振蕩天平法監測儀主機,在主機中測量樣品質量的微量振蕩天平傳感器主要部件是一支一端固定,另一端裝有濾膜的空心錐形管,樣品氣流通過濾膜,顆粒物被收集在濾膜上。在工作時空心錐形管是處于往復振蕩的狀態,它的振蕩頻率會隨著濾膜上收集的顆粒物的質量變化發生變化,儀器通過******測量頻率的變化得到采集到的顆粒物質量,然后根據收集這些顆粒物時采集的樣品體積計算得出樣品的濃度。

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