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发布时间:13-05-09 13:03分类:行业解决方案 标签:PM2.5,空气污染
  PM2.5的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量,这个值越高,*代表空气污染越严重。
  在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。
  可吸入颗粒物也可称PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
  可吸入颗粒物又称为PM10,指直径大于2.5微米、等于或小于10微米,可以进入人的呼吸系统的颗粒物;总悬浮颗粒物也称为PM100,即直径小于或等于100微米的颗粒物。
Beta射线法 振荡天平法 称重法 光散射法
将pm2.5收集到滤纸上,然后照射一束贝塔射线,射线穿越颗粒物时被衰减,衰减的程度与颗粒物的重量成正比,根据射线的衰减*可以计算出pm2.5的重量
振荡天平法是基于航天技术的锥形元件微量振荡天平原理而研制的。通过测定系统频率的变化可测得对应时间颗粒物浓度。
将pm2.5直接截留在滤膜上,然后用天平称重
当光照射在空气中悬浮颗粒物上时,会产生散射光,散射光的强度与其质量浓度成正比。通过测量散射光强度,应用质量浓度转换系数,得出颗粒物浓度值
优点 准确度高,传感器信号和颗粒物质量关联度高
准确,灵敏度高,适应范围广,可连续监测。
国标方法,*直接*可靠,是验证其他方法是否准确的标杆。
检测速度快,体积小,便于现代,适合公共场所的颗粒物浓度测量 缺点
响应速度慢,通常只用它的小时平均值 体积大,价格昂贵
不能显示瞬时值,只能显示平均值 不确定性高于其他方法 推荐的颗粒物检测仪器
型号 厂家 原理 参数 DUSTMATE 英国Turnkey 光散射法
可检测PM10,PM2.5,PM1粒子分布情况0-600mg/m3 TSI8530 美国TSI 光散射法
0.001-150mg/m3

发布时间:15-06-01 17:26分类:技术文章 标签:大气颗粒物检测
摘要:大气颗粒物是一种重要的空气污染物,详细分析了大气颗粒物浓度的检测原理、检测方法。基于膜捕集的称重法是*基本的颗粒物浓度检测方法,但是基于其他原理的颗粒物浓度检测方法在颗粒物的实时在线检测方面得到了广泛应用,对各类监测方法的优缺点作了对比,指出自动化、智能化和网络化是大气颗粒物浓度检测仪器的方向发展。
大气环境检测是所有大气环境工作的物质基础,不论是进行大气环境质量监测、大气污染防治,还是进行大气环境科学及工程的研究,都必须是在科学、准确测定大气环境参数的基础上进行,离开了准确的检测,其他的大气环境方面的所有工作都成了无稽之谈,因此,大气环境检测技术也随着大气环境科学与工程的发展而得到了迅速发展。大气中悬浮颗粒物的存在,会对环境产生严重影响,因此,大气颗粒物一直是大气环境研究中*前沿领域之一。
大气颗粒物浓度是评价大气颗粒物的重要指标之一,颗粒物浓度的检(监)测一直受到环境工作者的重视。本文综述大气颗粒物浓度检测技术的原理及检测仪器设备的市场及研究现状,并展示其发展趋势。
1、大气颗粒物浓度及测试分类
大气中的悬浮颗粒物(SPM)是大气颗粒物的统称,可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是直接进入大气中的颗粒物,粒径大小一般在1~20μm范围内,大部分大于2.5μm;二次污染物颗粒较小,其大小在0.01~1.0μm范围内,是大气中的气态污染物之间及气态污染物与尘粒之间相互发生化学或光化学反应产生的。根据大气颗粒物的粒径大小,将大气颗粒物分别命名。其中,对环境影响较大,引起人们普遍关注的有总悬浮颗粒物(TSP)、可吸人颗粒物(PM10)、可人肺颗粒物(PM2.5)。
大气中的悬浮颗粒物对人体健康的负面影响,及对城市大气能见度、气候、空气质量、生态环境的影响,都与总悬浮颗粒物(TSP)、PM10及PM2.5的数量及质量多少有关,为准确描述颗粒物的影响,在研究大气颗粒物的行为、影响时,制定了大气颗粒物浓度的指标,大气颗粒物浓度可分为个数浓度、质量浓度和相对质量浓度。个数浓度指以单位体积空气中含有的颗粒物个数表示的浓度值,单位为粒/cm3、粒/L,多应用于空气洁净技术领域,无尘室、超净工作间等超低浓度环境和需要气溶胶的个数浓度来解释种种现象的气象学领域。质量浓度指以单位体积空气中含有的颗粒物的质量表示的浓度,单位为mg/m3或μg/m3,用于一般的大气颗粒物研究领域。相对浓度是指与颗粒物的*浓度有一定对应关系的物理量数值,作为相对浓度使用的物理量有光散射量、放射线吸收量、静电荷量、石英振子频率变化量等。
大气颗粒物浓度的测量,主要是根据颗粒物的物理性质(包括力学、电学、光学等)与颗粒物的数量或质量之间的关系,通过相应的仪器设备进行的。根据测量的具体操作,可将大气颗粒物的测试方法分为捕集测定法和浮游测定法,捕集测定法是指*澳门新葡萄京官网首页,用各种手段捕集空气中的微粒,再测定其浓度的方法;能保持空气中的浮游颗粒仍为浮游状态而测定其浓度的方法为浮游测定法。
2、个数浓度的测定 个数浓度的测定方法主要有两种:
2.1、化学微孔滤膜显微镜计数法
在洁净环境含尘浓度的测定中,用滤膜显微镜计数法测量个数浓度是个数浓度测定法的*基本方法,其原理是将微粒捕集在滤膜表面,再使滤膜在显微镜下成为透明体,然后观察计数,分试样样品采集、显微镜观察和粒子计数三个过程,属捕集测定法。
2.2、光散射式粒子计数器
光散射式粒子计数器的原理是用光照射浮游粒子,粒子将引起入射光的散射,球形粒子引起的光散射强度可由Mie的光散射理论式计算,被测粒子的散射光强与含各种粒径的聚苯乙烯标准粒子的散射光强相比较,得到不同粒径粒子的个数浓度。光散射法可直接得到测量数据,但颗粒物重叠、标准粒子与被测粒子的折射率不同及粒子带有电荷会造成误差;对于浓度较高的粒子,几乎所有的计数器都是随粒径的变小而计数率变低。
3、质量浓度的测定
颗粒物的质量浓度在大气颗粒物研究中使用*多,所以其测定方法的研究得到了充分重视,基于各种原理的测定的方法也*多,经常使用的方法有滤膜称重法、光散射法、压电晶体法、电荷法、β射线吸收法及*近几年发展起来的微量振荡天平法等。这些测试方法的具体原理是:
3.1、滤膜称重法
滤膜称重法是颗粒物质量浓度测定的基本方法,以规定的流量采样,将空气中的颗粒物捕集于高性能滤膜上,称量滤膜采样前后的质量,由其质量差求得捕集的粉尘质量,其与采样空气量之比即为粉尘的质量浓度。
仪器主要由采样仪、分析天平等组成,根据所用的采样仪的流量大小不同,将采样仪分为大流量(1m3/min以上)、中流量(100L/min左右)和小流量(10~30
L/min)三种,在选用采样仪时,应考虑他们之间的可比性,一般以大流量采样仪作比较。称重法单*或配合切割器可测量TSP、PM10、PM2.5,称重法测定颗粒物质量浓度时需要的时间一般较长(3~24h)。
滤膜称重法测定的是颗粒物的*质量浓度,其优点是原理简单,测定数据可靠,测量不受颗粒物形状、大小、颜色等的影响,但在测定过程中,存在操作烦琐、费时、采样仪笨重、噪声大等缺点,不能立即给出测试结果。
3.2、光散射式测量仪
光散射式测量仪测量质量浓度的原理和光散射式粒子计数器的原理类似,是建立在微粒的Mie散射理论基础上的。光通过颗粒物质时,对于数量级与使用光波长相等或较大的颗粒,光散射是光能衰减的主要形式。
光散射数字测尘仪包括光源、集光镜、传感器、放大器、分析电路及显示器等,由光源发出的光线照射在颗粒物上产生散射,此散射光通过集光镜到达传感器上,传感器把感受到的信号转换成电信号,经过放大和分析电路,可以计测脉冲的发生量,即可得到以每分钟脉冲数(CPM)表示的相对浓度。当颗粒物性质一定时,可以通过称重法*求出CPM与mg/m3的转换系数K,根据K值将CPM值直接转换、显示为质量浓度(mg/m3)。光散射数字测尘仪的光源有可见光、激光及红外线等,配合切割器,可以用来测量PM10、PM2.5。
光散射测尘仪属浮游测定法,可以实时在线监测空气中颗粒物的浓度,根据颗粒物性质预*设K值,可以现场直接显示质量浓度(mg/m3),体积小,重量轻,操作简便,噪音低,稳定性好,可直读测定结果,可以存储以及输出电信号实现自动控制,适于公共场所卫生及生产现场粉尘等场合和大气质量监测中使用。

九州空间解答PM2.5的来源监测方法九州空间解答PM2.5的来源及监测方法PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月,国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM,英文全称为particulate
matter(颗粒物)。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。可吸入颗粒物又称为PM10,指直径大于2.5微米、等于或小于10微米,可以进入人的呼吸系统的颗粒物;总悬浮颗粒物也称为PM100,即直径小于或等于100微米的颗粒物。监测标准PM2.5检测的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。到2010年底为止,除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外,世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测,大多通行对PM10进行监测。美国国家航空航天局2010年9月公布了一张全球空气质量地图,专门展示世界各地PM2.5的密度。根据NASA的两台卫星监测仪的监测结果,绘制了一张显示出2001年至2006年PM
2.5平均值的地图。
在这张图上红色公司的双通道产品,但并未加装FDMS。“对于这种测量方法显示数值比β射线法低15%的情况我们有耳闻。”陈表示,“我们只是按照国家要求和公众的关注度,买了一套而已。”

河南省环境监测中心站也是震荡天平法设备的采购大省。2009年,河南省环境综合整治重点区域空气自动监控系统建设项目采购震荡天平法PM10分析仪15台。河南省环境监测站站长许光华向记者介绍,“河南省的PM10监测设备虽然购于2009年,但由于工作滞后的原因,设备到2011年下半年才开始使用。”对于这些设备是否加装FDMX,许光华回答“装了一些”,但未作出进一步说明。
而据前述不愿具名人士透露,目前环保部门之所以如此敏感,是因为涉及到各级环保机构之前所报告的蓝天数、空气质量合格情况及节能减排数据是否准确的问题。
“最终用哪种监测方法不是大问题,关键是要明确震荡天平法仪器必须与FDMS联用,如果不能从根本上纠正测量值低的问题,会误导国家大气污染治理的决策。另外,如果宣布震荡天平法设备测出值不准确,那之前我们可能接近10年的环保数据都会因此有严重偏差。我们从美国引进这个设备,却出现如此大的缺陷,这个责任谁来担?”上述人士表示。
“目前国家环保部和监测总站由于所担职责不同,对此事的表现也不尽相同。环保部意在全盘考虑,重在节能减排,但监测总站则代表着技术权威。目前环保部的态度为力推此事,但监测总站则希望最大限度减少自己的责任,因为再进行下去,就意味着要让总站否定自己以往的标准判断,这是很难受的。”一位接近环保部的专家向记者分析。
从2月6日起,中国环境监测总站在该网站上针对PM2.5比对测试进展工作共发出了6篇新闻稿。但新闻稿内容对于详尽的进展并未有实质性透露。中国环境监测总站拒绝了本报记者要求采访的申请。一位参与实验比对的人士告诉记者,从目前监测情况看,美国MetOne公司BAM-1020PM2.5监测仪采用的β射线法监测结果一致性较好。而美国Thermo
Fisher
Scientific公司震荡天平法不加装FDMS的仪器数据偏差较大,且不稳定。数值有时会偏差在20%到40%。加装FDMS的仪器数值与β射线法监测结果基本能保持一致。

为此,记者联系了美国Thermo Fisher
Scientific公司环境事业部总经理周晓斌。对于媒体对该公司震荡天平法测出数值比β射线法低15%的报道,周表示在美国EPA认证里监测PM10不要求加装FDMS,只有监测PM2.5要求加装。对于该种方法天生比β射线法低15%的问题,“这只是与β射线法的比较,不是与标准方法的比较。”周晓斌说。

而对于未来PM2.5市场的应对,周晓斌也提到,该公司对于震荡天平法拥有专有技术。但同时也有β射线法的产品。
记者了解到,来自美国和中国本土的环保监测设备提供企业从1月起开始频繁拜访中国环境监测总站。其中震荡天平法与β射线法的代表企业正形成不同的力量。频繁公关的背后,他们瞄准的是未来PM2.5监测市场30亿元蛋糕。
对于是否会召回已售出的未加装FDMS的仪器,周晓斌表示要等国家技术标准出台。
中国的环保部门对于这场PM2.5所引发的空气质量监测结果的争议与风波所作出的回应是迅速的。2011年12月底,环保部常务会议审议通过的新《环境空气质量标准》首次增设了PM2.5平均浓度限值。2012年起,京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市就将开展PM2.5监测。至此,一个过去被长期忽视的重要指标终于被纳入空气质量监测范围。
但上述接近环保部的专家向记者表示,在2011年11月,美国大使馆开始发布北京PM2.5监测数据之时正是国际气候大会将要召开之际,对于美国这家公司的设备缺陷,业内并非不知道,所以不可避免地出现舆论问题。“环保部门从民生角度迅速做出反应,但现在已经越来越意识到这之后的负担沉重。PM2.5的数据可能会特别严重,这就意味着PM2.5的治理投入会非常大。现在这些投入都是不可计算的。”该专家向记者感慨。
据统计,目前我国公布PM2.5监测计划的城市已达20余个。绿色和平气候与能源项目主任周嵘判断,我国对于目前严重的大气污染问题并没有相应的解决方案。“PM2.5并不是关键,核心还是如何解决问题。目前业内集中的观点是中国解决这一污染问题至少需要30年。”

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