PM2.5检测方法.doc

PM2.5检测方法 医药化工学院 化学工程与工艺 学生：XXX 学号：XXX 授课老师：XX 摘要：随着工业的发展，机动车辆的增多，污染物排放和大气颗粒物大量增加，直接导致了 大气能见度降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。研究表明，大气颗粒物中的PM2.5是能见度降低的主要原因。本文就PM2.5的定义、危害、监测技术、相关标准，以及防治手段等进行了介绍。 关键词：PM2.5；重量法；β射线吸收法；微量振荡天平法 1、引言 在空气动力学和环境气象学中，颗粒物是按直径大小来分类的，粒径小于100微米的称为TSP(TotalSuspendedParticle)，即总悬浮物颗粒；粒径小于10微米的称为PM10(PM?为ParticulateMatter缩写)，即可吸入颗粒物；粒径小于2.5微米的称为PM2?.5，即可入肺颗粒物，它的直径仅相当于人的头发丝粗细的1/20。? 虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它与较粗的大气颗粒物相比，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影响更大。 大气颗粒物的分类及分析方法： 颗粒物分离类 缩写 定义 分析方法 手工分析 自动分析 总悬浮颗粒物 TSP 环境空气中空气动力学当量直径≤100μm颗粒物 重量法 GB/T15432 可吸入颗粒物 PM10 环境空气中空气动力学当量直径≤10μm颗粒物 重量法HJ618 β射线、微量震荡天平法 细颗粒物 PM2.5 环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm颗粒物 重量法HJ618 β射线、微量震荡天平法 空气中漂浮着各种大小的颗粒物，PM2.5是其中较细小的那部分。要想测定PM2.5的浓度，需要分两步走：第一步：把PM2.5与较大的颗粒物分离；第二步：测定分离出来的PM2.5的重量。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种：重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的，区别在于第二步。 2、重量法 我国目前对大气颗粒物的测定主要采用重量法。其原理是分别通过一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中的PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积，计算PM2.5和PM10的浓度。必须注意的是，计量颗粒物的单位ug/m3中分母的体积应该是标准状况下（0℃、101.3kPa）的体积，对实测温度、压力下的体积均应换算成标准状况下的体积。环境空气监测中采样环境及采样频率要按照HJ.T194 的要求执行。PM10连续自动监测仪的采样切割装置一般设计成旋风式，它在规定的流量下，对空气中10um粒径的颗粒物具有50%的采集效率、以下为其技术性能指标表。而且滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。 重量法测量PM2.5浓度普遍采用大流量采样器，原理为采样泵抽取一定体积的空气进入切割器，将空气动力学直径小于30μm的颗粒物切割分离，PM2.5颗粒随着气流经切割器的出口被阻留在已称重的滤膜上。根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算出PM2.5的浓度。计算公式为： 式中：C——PM2.5的质量浓度，mg/m3； W2——采样后滤膜质量，mg； W1——采样前滤膜质量，mg； F——换算成标准状况下的采样流量，L/min； t——采样时间，min 重量法是最直接、最可靠的方法，是验证其它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工称重，程序繁琐费时。如果要实现自动监测，就需要用到另外两种方法。 3、β射线吸收法 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β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、采样泵和器主机组成。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 Bet