PM10的性质与监测方法

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PM10的性质与监测方法

新闻资讯-PM10的性质与监测方法
PM10的性质与监测方法
文章类型:技术文章 作者:佚名 发布时间:2017-7-7 9:19:14
一.PM10的性质
  总悬浮颗粒物是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称,其粒径范围约为0.1-100 微米。有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见,比如烟尘。有些则小到使用电子显微镜才可观察到。通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为可吸入颗粒物,又称为PM10。
  二.PM10的形成原因
  PM10的来源主要有自然来源和人为来源两种,虽然自然过程也会产生,如风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉真菌孢 子、细菌等,但其主要来源还是人类在生产生活过程中的排放物,并且其危害相对较大.
  人类既可以直接排放 ,也可以通过排放某些气体污染物,然后在空气中转变为PM10.直接排放主要来自燃烧过程,比如化石燃料、生物质、垃圾焚烧等.在空气中转化成的气体污染物主要来自各种机动车的尾气排放,其成分包含有二氧化硫、氮氧化物、氨气挥发性有机物等.除此之外,其它的人为来源还包括:道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气室内装修等.
  三.PM10的影响
  (1)对大气能见度的影响
  大气能见度主要是由空气中的颗粒物对光的吸收和散射决定的。在极干净的大气中大气能见度可以达到30km以上,而在空气污染严重的城市中,大气能见度往往只有5km左右甚至更低,而在浓雾中大气能见度甚至只有数米。在大气气溶胶中,主要是颗粒为0.1到1um的颗粒物通过对光的散射,降低物体和背景之间的对比度,能见底因而降低。
  (2)对人体的影响
  PM10容易导致人体器官病变。可吸入颗粒物被人吸入后,会累积在呼吸系统中,引发许多疾病。粗颗粒物可侵害呼吸系统,诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病,降低肺功能等。因此,对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群,风险是较大的 。 越细小的颗粒物对人体危害越大,粒径超过10微米的颗粒物可被鼻毛吸留,也可通过咳嗽排出人体,而粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部,甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来,损伤肺泡和粘膜,引起肺组织的慢性纤维化,导致肺心病,加重哮喘病,引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变,严重的可危及生命。颗粒物对儿童和老年人的危害尤为明显。
  四.PM10的监测方法
  (1)重量法
  该方法的原理:分别通过具有一定切割特性的采样器,以恒速抽取定量体积空气,使环境空气中PM10被截留在已知质量的滤膜上,根据采样前后滤膜的重量差和采样体积,计算出PM10的浓度。他们之间的关系可由下式表示:
  式中:——PM10浓度,;
  ——采样后滤膜的重量,g;
  ——空白滤膜的重量,g;
  ——已换算成标准状态(101.325kPa,273K)下的采样体积,。
  (2)TEOM微量震荡天平法
  该方法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管,在空心锥形管振荡端上安放可更换的滤膜,振荡频率取决于锥形管特性和他的质量。当采样气流通过滤膜,其中的颗粒物沉积在滤膜上,滤膜质量导致振荡频率变化,通过测量振荡频率的变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量,再根据采样流量,采样现场环境和气压计算出该时段的颗粒物标态质量浓度。颗粒物质量和振荡频率之间的关系可由下式表示:
  式中:dm——变化的质量;
  ——弹性常数(包括质量变换因子);
  ——最终频率;
  ——初始频率;
  该方法的主要技术指标为:测量范围小于5ug/~几个mg/ ;噪声:<1.0dB(A);质量传感器误差:<2.5%;流量稳定性:优于。
  该方法对空气湿度的变化比较敏感,为降低温度的影响,对气和振荡天平室一般进行50℃恒温加热,这样会损失一部分不稳定的半挥发性物质。
  (3)Beta射线仪法
  该方法工作原理可简述为:利用beta射线衰减量测试采样期间增加的颗粒物质量。环境空气由采样泵吸入采样管,经过滤膜后排出。颗粒物沉淀在采样滤膜上,当Beta射线通过沉积着颗粒物的滤膜时Beta射线能量衰减,通过对衰减量的测定计算出颗粒物的浓度。他们之间的关系由下式表示:
  式中:——通过沉积着颗粒物滤膜的Beta射线量;
  ——通过滤膜的Beta射线量;
  u——质量吸收系数,;
  M——颗粒物质量,;
  C——质量浓度,;
  S——捕集面积,;
  V——捕集气流体积,;
  (4)激光散射法
  激光散射法空气颗粒测量仪是通过粒子光信号的收集和电路反应,统计样本颗粒分布浓度后通过计算来反应宏观环境的空气中颗粒度的颗粒分布浓度。系统主要包括光粒子散射光信息采集,前置电路放大,后期采用单片微机来做统计分析。系统利用半导体激光作为光源,当粒子通过光敏感区的时候发生散射,利用散射光采集装置收集粒子散射光强,并通过处理电路进行波形调整,最后用单片机来处理采集到的数据。
  我国的大多数环保基站采用的是震荡天平称重法,而国外比如美国主要采用的技术为beta射线法,这两种原理为专业机构主要检测方法。而市面上主要流通的检测仪大多数采用的都是激光散射原理测PM10。
  五.总结
  我国如今的大气污染及其严重,PM10作为空气质量的重要指标,与每一个人的生活息息相关,我们应该对其性质,危害,监测方法等有基本的了解。PM2.5,PM10并不可怕,但也不容忽视,了解所在城市的PM2.5,PM10的实时浓度应该和了解每天的天气一样成为我们生活的一部分。
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