空气中的pm25检测技术

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1、空气中的PM2.5检测技术目前世界上流行的颗粒物自动监测美国联邦等效方法设备技术主要以：振荡天平技术、Beta射线技术、Beta射线光浊度技术和光散射技术为主。在中国的PM10颗粒物监测中大量采用了振荡天平和Beta射线技术的自动监测设备，以这两项技术为基础开发的PM2.5颗粒物监测仪也己进入中国的环境监测领域。一、振荡天平法振荡天平技术是在上世纪80年代，巾美国R&P公司应用于环境颗粒物自动监测领域。在仪器中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定另一端装有滤膜的空心锥形玻璃管，样品气流通过滤膜，颗粒物被收集在滤膜上。在工作时空心锥形玻璃管是处于往复振荡的状态，

2、它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发牛改变，仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物的质量，然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积汁算得出样品的浓度。一台符合美国环保署要求，获得美国联邦等效方法号的振荡天平法PM2.5颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、滤膜动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。流量为每小时1立方米的环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的PM2.5颗粒物样品气体。来自于PM2.5切割器的PM2.5样品气体进入膜动态测量系统后首先会经过干燥器，在那里样品的相对湿度降到一定的程度，随后样品气体会根据系统切换阀的

3、状态流向不同的部件。在测量的第一时段，PM2.5样品会直接到达微量振荡传感器，样品中的颗粒物被收集在滤膜上，当第一时段结束时仪器川］则得滤膜上的颗粒物的质量，计算出样品的质量浓度；在测量的第二吋段，系统切换阀将PM2.5样品气样导入滤膜动态测量系统的冷凝器，样品气体中的颗粒物和有机物等组分被冷凝并被安装在那里的过滤器截留，通过冷凝器之后的纯净气体再进入微量振荡传感器，由于此吋气样中不含颗粒物，因此传感器上的滤膜不会增重，反而因滤膜上的己收集颗粒物中的挥发性或半挥发性颗粒物的持续挥发，而造成滤膜上已收集颗粒物的质量减少，在第二时段结束时仪器4测得测量周期内挥发掉的颗粒物的质量和浓

4、度。最终仪器用第二时段测得的数据对第-吋段测得的数据进行补偿输出测量结果。巾于PM2.5颗粒物巾多种物质组成，并以不同的形态存在于环境空气中，在进行自动监测过程中需要排除由于颗粒物的吸水性带来的测量结果偏高和挥发性物质在分析过程中丢失造成的测量结果偏低的问题。配置膜动态测量系统的振荡天平法PM2.5颗粒监测仪最大限度地解决了这些问题。二、Beta射线法Beta射线法PM2.5颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、样品动态加热系统、采样泵和仪器主机纟U成。符合技术要求的PM2.5颗粒物样品气体在样品动态加热系统屮样品气体的相对湿度被调整到35%以下，样品进入仪器主机后颗

5、粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器屮滤膜的两侧分别设置了Beta射线源和Beta射线检测器。随着样品采集的进行，在滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物质量也随之增加，此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变化，仪器通过分析Beta射线检测器的信号变化得到一定时段内采集的颗粒物质景数伉，结合相同时段内采集的样品的体积，最终报告岀采样时段的颗粒物浓度。根据2010年美国环保署公布的美国PM2.5监测使用的仪器清单和布点情况，在美国PM2.5监测网络中约有60%的振荡天平法监测仪，Beta射线法的仪器也占

6、30%左右。3、Beta射线法/p射线法Beta射线仪则是利用Beta射线衰减的原理，环境空气由采样泵吸入采样管，经过滤膜后排出，颗粒物沉淀在滤膜上，当P射线通过沉积着颗粒物的滤膜时，Beta射线的能量衰减，通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。Beta射线法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、样品动态加热系统、采样泉和仪器主机组成。流量为1m3/h的环境空气样品经过PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品气体。在样品动态加热系统中，样品气体的相对湿度被调整到35%以下，样品进入仪器主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器中滤膜的两

7、侧分别设置了Beta射线源和Beta射线检测器。随着样品采集的进行，在滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物质量也随之增加，此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量变化，仪器通过分析Beta射线检测器的颗粒物质量数值，结合相同时段内采集的样品体积，最终得出采样时段的颗粒物浓度。配置有膜动态测量系统后，仪器能准确测量在这个过程中挥发掉的颗粒物，使最终报告数据得到有效补偿，理接近于直实值。美国METONE的BAM-1020粒子