烟尘采样及监测技术探讨要点详解.pdf

烟道颗粒采样及监测技术 雷新望 高级工程师 2014年11月27 日 一、颗粒物的基本概念 二、颗粒物的监测技术 颗粒物的基本概念 1、PM的基本概念 PM ，英文全称为particulate matter(颗粒物) ，监测对象主要为： PM10及PM2.5 。  其中：PM2.5 是指大气中空气动力学当量质量中位径小于或等于 2.5 μm 的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。直径不到头发丝粗细的 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，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。 2、 PM2.5 的来源  PM2.5 产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽 车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大 多含有重金属等有毒物质。  一般而言，粒径2.5μm至10 μm 的颗粒物主要来自道 路扬尘等；  2.5 μm 以下的颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料 的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物等。 PM2.5颗粒物的成分 PM2.5颗粒物主要含有硫酸盐、铵盐、氢离子、元素碳、 来自做饭和燃烧的二次有机化合物和一次有机物质，以及 某些传输而带来的金属。主要与人为源有关，它可以由蒸 气相冷凝形成或者由大气中的气体发生化学反应生成。细 颗粒物的形成还包括中和、冷凝、碰并以及从受污染的雾 或云滴中的蒸发等。硫氧化物和氮氧化物常常被氧化形成 各自的酸并与铵离子中和形成盐颗粒物。细颗粒物还包含 挥发性有机化合物、挥发性金属的冷凝物以及不全燃烧的 产物。 粒径2.5μm至10 μm 的颗粒物主要来自自然源，其形成过程主要有 破碎、摩擦、土壤的搅动、海浪气溶胶的干燥、吸湿性细颗粒物 吸收水分后形成粗模态以及气体在粗颗粒物表面的直接冷凝等。 PM10颗粒物的主要成分有硫酸盐、硝酸盐、铵盐和氢离子，还含 有水、元素碳、各种有机化合物以及地壳元素。 下图: 武汉地质大学和西班牙地球科学研究院联合科研在200万倍电 镜下看到的颗粒物。 电镜下：煤飞灰颗粒，主要由Si, Al, Ca, Fe, Ti组成，有时被石膏覆盖（右图） 电镜下：样品SR7359(采集于2003年10月31 日汉口花桥) 中细小颗粒物集合体， 左图，被石膏覆盖的细粒粘土颗粒集合体；右图，被石膏覆盖的方解石集合体 生物成因的自然颗粒物： 左图：样品SR702(2004年3 月3 日采集于汉口花桥) 中含有痕量NaCl和KCl 的孢粉颗粒； 右图：样品SR735 （采集于2004年10月31 日汉口花桥）中生物成因的颗粒。 碳黑 碳黑 电镜下：样品R735 （2004年10月31 日采集于汉口花桥）中存在的碳黑（由 燃烧生成的碳质有机质）颗粒物。 4 、城市空气的PM2.5 污染  城市中PM2.5 污染物主要来源为:煤和石油的燃烧、工业气 体排放、建筑工地扬尘、汽车尾气排放等。  柴油车尾气中超过92%是粒径2.5 μm 以下颗粒，原油燃烧 排放气体中2.5 μm 以下颗粒占到97% 。  机动车尾气构成复杂，致癌物质及有毒有害的物质多。机 动车尾气排放是低空排放，直接影响人体健康。  机动车尾气污染防治，是我们大气污染防治当中的一个重 点。 5 、颗粒物的危害 颗粒物或尘(Particulate Matter, Dust) ，是指在采样条件下，以任何形状、结构或密度分散于 3 3 气相中的固态物质。测量烟尘浓度在标准状态下，1m 干排气中烟尘的质量，单位为g/m （ [1] 引JIS Z 8808 -1995） 。城市中的细