主流PM2.5監(jiān)測方法（重量法、微量振蕩天平法和β射線法）的原理介紹及比較

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大氣顆粒物的分類及分析方法

一、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(huán)境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積,，計算出PM2.5和PM10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(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0℃,、101.3kPa）的體積,，對實測溫度、壓力下的體積均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,。

環(huán)境空氣監(jiān)測中采樣環(huán)境及采樣頻率要按照HJ.T194的要求執(zhí)行,。PM10連續(xù)自動監(jiān)測儀的采樣切割裝置一般設(shè)計成旋風(fēng)式，它在規(guī)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(shù)性能指標(biāo)表。

PM10連續(xù)自動監(jiān)測儀的技術(shù)性能指標(biāo)

二,、微量振蕩天平法

TEOM微量振蕩天平法是在質(zhì)量傳感器內(nèi)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(zhì)量,。當(dāng)采樣氣流通過濾膜,，其中的顆粒物沉積在濾膜上，濾膜的質(zhì)量變化導(dǎo)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(zhì)量,，再根據(jù)流量、現(xiàn)場環(huán)境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物標(biāo)志的質(zhì)量濃度,。

微量振蕩天平法顆粒物監(jiān)測儀由PM10采樣頭,、PM2.5切割器、濾膜動態(tài)測量系統(tǒng),、采樣泵和儀器主機(jī)組成,。流量為1m3/h環(huán)境空氣樣品經(jīng)過PM10采樣頭和PM2.5切割器后，成為符合技術(shù)要求的顆粒物樣品氣體,。樣品隨后進(jìn)入配置有濾膜動態(tài)測量系統(tǒng)（FDMS）的微量振蕩天平法監(jiān)測儀主機(jī),，在主機(jī)中測量樣品質(zhì)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(fù)振蕩的狀態(tài),，它的振蕩頻率會隨著濾膜上收集的顆粒物的質(zhì)量變化發(fā)生變化,，儀器通過準(zhǔn)確測量頻率的變化得到采集到的顆粒物質(zhì)量，然后根據(jù)收集這些顆粒物時采集的樣品體積計算得出樣品的濃度,。

三,、 Beta射線法/β射線法

Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理,，環(huán)境空氣由采樣泵吸入采樣管，經(jīng)過濾膜后排出,，顆粒物沉淀在濾膜上,，當(dāng)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(jiān)測儀由PM10采樣頭、PM2.5切割器,、樣品動態(tài)加熱系統(tǒng),、采樣泵和儀器主機(jī)組成。流量為1m3/h的環(huán)境空氣樣品經(jīng)過PM10采樣頭和PM2.5切割器后成為符合技術(shù)要求的顆粒物樣品氣體,。在樣品動態(tài)加熱系統(tǒng)中，樣品氣體的相對濕度被調(diào)整到35%以下,，樣品進(jìn)入儀器主機(jī)后顆粒物被收集在自動更換的濾膜上,。在儀器中濾膜的兩側(cè)分別設(shè)置了  Beta射線源和Beta射線檢測器。隨著樣品采集的進(jìn)行,，在濾膜上收集的顆粒物越來越多,，顆粒物質(zhì)量也隨之增加，此時Beta射線檢測器檢測到的Beta射線強(qiáng)度會相應(yīng)地減弱,。由于Beta射線檢測器的輸出信號能直接反應(yīng)顆粒物的質(zhì)量變化,，儀器通過分析Beta射線檢測器的顆粒物質(zhì)量數(shù)值，結(jié)合相同時段內(nèi)采集的樣品體積,，較終得出采樣時段的顆粒物濃度,。配置有膜動態(tài)測量系統(tǒng)后，儀器能準(zhǔn)確測量在這個過程中揮發(fā)掉的顆粒物,，使較終報告數(shù)據(jù)得到有效補(bǔ)償,，理接近于直實值。