測(ce)定PM2.5三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)及(ji)原(yuan)理(li)

測(ce)定PM2.5三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)及(ji)原(yuan)理(li)

空(kong)氣(qi)中(zhong)漂(piao)浮著各(ge)種(zhong)大小的顆粒物(wu)，PM2.5是其中(zhong)較細小的那部(bu)分(fen)。不難(nan)想到，測(ce)定PM2.5的(de)濃度需(xu)要(yao)分(fen)兩(liang)步(bu)走(zou)：（1）把PM2.5與(yu)較(jiao)大的顆粒(li)物(wu)分(fen)離(li)；（2）測(ce)定分(fen)離(li)出來的PM2.5的重量。目前(qian)，各(ge)國環保(bao)部(bu)門廣(guang)泛(fan)采(cai)用(yong)的(de)PM2.5測(ce)定方(fang)法(fa)有(you)三(san)種(zhong)：重量法、β射(she)線(xian)吸收法(fa)和微(wei)量振(zhen)蕩天(tian)平(ping)法。這三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)*步(bu)是(shi)壹樣(yang)的(de)，區(qu)別在(zai)於(yu)第(di)二(er)步(bu)。
壹、將(jiang)PM2.5直(zhi)接(jie)截留(liu)到(dao)濾(lv)膜(mo)上(shang)，然後用(yong)天(tian)平(ping)稱(cheng)重，這就(jiu)是重量法。值(zhi)得(de)壹提(ti)的(de)是(shi)，濾膜(mo)並(bing)不能(neng)把所有的PM2.5都(dou)收集(ji)到，壹些(xie)極(ji)細小的顆粒還(hai)是能(neng)穿過(guo)濾(lv)膜(mo)。只(zhi)要濾(lv)膜對於0.3微(wei)米以上(shang)的顆粒(li)有大於(yu)99%的(de)截(jie)留(liu)效(xiao)率，就(jiu)算(suan)是合格的。損(sun)失部(bu)分(fen)極(ji)細小的顆粒物(wu)對結(jie)果(guo)影(ying)響(xiang)並(bing)不大(da)，因為那(na)部(bu)分(fen)顆(ke)粒(li)對PM2.5的重量貢獻很小。
重量法是(shi)zui直(zhi)接(jie)、zui可靠(kao)的方(fang)法(fa)，是(shi)驗(yan)證其它(ta)方(fang)法(fa)是(shi)否(fou)準(zhun)確(que)的。然而(er)重量法需(xu)人工稱(cheng)重，程(cheng)序(xu)繁瑣費(fei)時(shi)。如果(guo)要(yao)實(shi)現自動監(jian)測(ce)，就需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)另外兩(liang)種方(fang)法(fa)。
二(er)、β射(she)線(xian)吸收法(fa)：將PM2.5收集(ji)到濾(lv)紙(zhi)上(shang)，然後照射壹束beta射線(xian)，射線(xian)穿過(guo)濾(lv)紙(zhi)和顆粒(li)物時(shi)由(you)於(yu)被散射而(er)衰(shuai)減，衰(shuai)減的程(cheng)度(du)和PM2.5的重量成(cheng)正比(bi)。根(gen)據(ju)射(she)線(xian)的衰(shuai)減就計(ji)算(suan)出PM2.5的重量。美(mei)國大*那(na)臺(tai)度很高的儀器(qi)依(yi)據的就(jiu)是此原理(li)。
三(san)、微(wei)量振(zhen)蕩天(tian)平(ping)法：壹頭(tou)粗(cu)壹頭(tou)細的空心(xin)玻璃(li)管(guan)，粗頭(tou)固定(ding)，細頭裝(zhuang)有(you)濾(lv)芯(xin)。空(kong)氣從(cong)粗頭(tou)進，細頭出，PM2.5就被截留(liu)在(zai)濾(lv)芯(xin)上(shang)。在(zai)電(dian)場的(de)作用(yong)下(xia)，細頭以壹定(ding)頻(pin)率(lv)振蕩，該(gai)頻(pin)率和細頭重量的平(ping)方(fang)根(gen)成(cheng)反比(bi)。於(yu)是(shi)，根(gen)據(ju)振(zhen)蕩頻(pin)率(lv)的變化(hua)，就(jiu)算(suan)出收集(ji)到的(de)PM2.5的(de)重量。
將(jiang)PM2.5分(fen)離(li)出來的切割器又是(shi)怎麽工作的(de)呢？在(zai)抽(chou)氣(qi)泵的作用(yong)下(xia)，空氣(qi)以(yi)壹定(ding)的(de)流(liu)速流(liu)過(guo)切割器時(shi)，那(na)些較(jiao)大的(de)顆粒因為慣(guan)性大(da)，壹頭(tou)撞(zhuang)在(zai)塗了(le)油的(de)部(bu)件上(shang)而(er)被(bei)截留(liu)，慣(guan)性較(jiao)小的PM2.5則能絕(jue)大部(bu)分(fen)隨著空(kong)氣(qi)順利通過(guo)。也(ye)許(xu)妳已(yi)經(jing)覺(jiao)察(cha)到，這和(he)發生在(zai)我們呼(hu)吸(xi)道裏(li)的(de)情形是(shi)非(fei)常(chang)相似的：大顆粒易(yi)被鼻(bi)腔、咽(yan)喉、氣(qi)管(guan)截(jie)留(liu)，而(er)細顆粒則更(geng)容易到(dao)達肺(fei)的深處，從(cong)而(er)產生(sheng)更(geng)大的(de)健康風險(xian)。
對於PM2.5的(de)切割器來(lai)說(shuo)，2.5微(wei)米是壹個(ge)踩(cai)在邊(bian)線(xian)上(shang)的尺寸。直(zhi)徑(jing)恰(qia)好為2.5微(wei)米的顆(ke)粒(li)有50%的概(gai)率(lv)能(neng)通(tong)過(guo)切割器。大於(yu)2.5微(wei)米的顆(ke)粒(li)並非全(quan)被截(jie)留(liu)，而(er)小於2.5微(wei)米的顆(ke)粒(li)也不是(shi)全(quan)都(dou)能通過(guo)。例(li)如，按照《環境(jing)空(kong)氣(qi)PM10和PM2.5的(de)測(ce)定 重量法》的(de)要(yao)求(qiu)，3.0微(wei)米以上(shang)顆粒的(de)通過(guo)率(lv)需(xu)小於16%，而(er)2.1微(wei)米以下(xia)顆粒(li)的(de)通(tong)過(guo)率(lv)要(yao)大於84%[21]。
特(te)殊(shu)的結(jie)構加上(shang)特定的(de)空氣流(liu)速(su)共(gong)同(tong)決(jue)定(ding)了(le)切割器對顆粒(li)物(wu)的(de)分(fen)離(li)效(xiao)果(guo)，這兩(liang)者稍(shao)有(you)變化(hua)，就(jiu)會(hui)對測(ce)定產生(sheng)很大影(ying)響(xiang)，而(er)使(shi)結(jie)果(guo)失(shi)去(qu)可比(bi)性。因此，美國在1997年制(zhi)定世(shi)界(jie)上(shang)*個(ge)PM2.5標(biao)準(zhun)的時(shi)候(hou)，壹並(bing)規(gui)定(ding)了(le)切割器的具體(ti)結(jie)構。於是(shi)，雖(sui)然 PM2.5的(de)測(ce)定儀器(qi)有(you)不少(shao)品牌(pai)，它(ta)們外觀卻(que)極為(wei)相似。