总悬浮颗粒物PM10PM25测定方法的比较

总悬浮颗粒物：TSP，英文totalsuspendedparticulate的缩写，即总悬浮微粒，又称总悬浮颗粒物。指悬浮在空气中的空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。PM10：particulatematter通常把空气力学当量直径在10μm以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘飘尘。PM2.5：细颗粒物又称细粒、细颗粒。大气中粒径小于2.5μm的颗粒物（气溶胶）。•由天然污染源和认为污染源释放到大气中直接造成污染的物质，如：风扬起的灰尘、燃烧和工业烟尘。一次颗粒物•通过某些大气化学过程所产生的微粒，如：二氧化硫转化生成硫酸盐。二次颗粒物总悬浮颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。空气中的大颗粒粉尘被人的鼻腔阻拦，滞留在上呼吸道中的颗粒物能对粘膜组织产生刺激和腐蚀作用。引起炎症，进而导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管和肺泡中的可吸入尘能与直接进入肺深部的二氧化氮产生联合作用，损伤肺泡和粘膜，引起支气管和肺部产生炎症。长期持续作用，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患，并出现继发性感染，最后，导致肺心病的死亡率增高。一些颗粒物来自污染源的直接排放，比如烟囱与车辆。一些则是由环境空气中硫的氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物，它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。可吸入颗粒物（PM10）在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大。PM10中粗粒子主要是人为源产生的原生粒子及自然界尘粒，易沉降，而且容易被阻留在鼻腔和口腔内；而细粒子主要是污染气体经过复杂的多相化学反应转化，或者由高温下排放的过饱和气态物质冷凝，可致疾病。太阳辐射影响PM10的细胞毒性，颗粒物中的有机成分在有氧时并在射线照射下能形成过酸化也严重影响PM10的毒性，当空气中SO2和NOx被催化氧化并与水作用形成硫酸烟雾和硝酸烟雾时，其毒性比原来高许多倍。氧化物而具有很强的光致毒效应。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。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，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。主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧源,如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。PM2.5不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。而且这种细颗粒物一旦进入肺泡，吸附在肺泡上很难掉落，这种吸附是不可逆的。如果进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。总悬浮颗粒物PM10PM2.5•主要采用重量法•测量方法有重量法、压电晶体震荡法、β射线法及散射法，其中重量法应用比较广泛下面就介绍这种方法。•采用小流量采样的方法，目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法还有三种：重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。•通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量的空气，空气中粒径小于100μm的悬浮物颗粒物，被截留在以恒重的滤膜上，根据采样前、后滤膜的质量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。滤膜经过处理后，进行分析。TSP=TSP-总悬浮颗粒物含量，μg/；-采样后滤膜的质量，g；-采样前滤膜的质量，g；t-累计采样时间，min；-采样器平均抽气时间，/min；K-常数，大流量采样器K=1×，中流量采样器K=1×。•该方法适用于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器（简称采样器）进行空气中总悬浮颗粒物的测定；不适用于总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10KPa时本方法的检测限为0.001mg/。•当两台总悬浮颗粒物采样器安放位置相距不大于4m、不少于2m时同样采样测定总悬浮颗粒物含量，相对偏差不大于15%。•①滤膜准备每张滤膜均不得有针孔或任何缺陷，将滤膜放在恒温恒箱中平衡24h。在上述平衡条件下称量滤膜，大流量采样器滤膜称量精确到1mg，中流量采样器滤膜称量精确到0.1mg。记录滤膜质量。称量好的滤膜平展地放在滤膜保存盒中，采样前不得将滤膜弯曲或折叠。•②安放滤膜及采样将已编号并称重的滤膜绒面向上，放在滤膜支持网上，放上滤膜夹，正对，拧紧，使不漏气。安放好采样头顶盖，设置采样器采样时间，启动采样。•取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜（说明漏气），本次采样作废，需重新采样。•③尘膜的平衡机称重将尘膜放在恒温恒湿箱中平衡24h，称量并记录下滤膜重量。滤膜增重：大流量滤膜不小于100mg，中流量滤膜不小于10mg.总悬浮颗粒物采样器•使一定体积的空气进入切割器，将粒径10μm以上的微粒分离，小于这一粒径的微粒随着气流经分离器的出口被阻留在以恒重的滤膜上。根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算出PM10浓度，以mg/表示•c=×1000式中c-可吸入颗粒物浓度，mg/；-采样后滤膜的质量，g；-采样前滤膜的质量，g；-换算成标准状况下的采样体积，。（1）切割器性能指标①要求所偶用切割器在收集效率为50%时的粒子空气动力学直径=（10±1）μm；②要求切割曲线的几何标准差≤1.5；③在有风条件下（风速小于8m/s）切割器入口应具有各向同性效应；④所用切割器必须经过国家环境保护主管部门（或委托单位）校验标定。（2）采样系统主要性能指标①在同样条件下三个采样系统浓度测定结果变异系数应小于15%；②在采样开始至终了的时间内，采样系统流量的变化应在额定流量的±10%以内。①采用合格的超细玻璃纤维过滤膜。采样前在干燥器内放置24h，用感量优于0.1mg的分析天平称，放回干燥器1h后再称，两次质量之差不大于0.4mg，即为恒重。②将以恒重好的滤膜，用镊子放入洁净采样夹内的滤网上，牢固压紧至不漏气。如果测定任何一次浓度，每次需要更换滤膜；如测日平均浓度，采样集在一张滤膜上。采样结束后，用镊子取出。将有尘面两次对折，放入纸袋，并做好采样记录。③采样点应避开污染及障碍物。如果测定交通枢纽处飘尘，采样点应布置在距人行道边缘1m处。④如果测定任何一次浓度，采样时间不得少于1h，测定日平均浓度间断采样时不得少于4次。⑤采样时，采样器入口距地面高度不得低于1.5m。⑥采样不能在雨、雪和风速大于8m/s等天气条件下进行。⑦采样后滤膜处理也按第①步进行。LD-3激光粉尘仪该仪器适用于公共场所可吸入颗粒物（PM10）浓度的快速测定、工矿企业生产现场等劳动卫生方面粉尘浓度的检测，以及环境保护领域可吸入尘浓度的监测，还可用于空气净化器净化效率的评价。近年来有千台以上LD-3型仪器在全国各地使用，得到用户好评。2000年日本颁布了大气中PM2.5的质量浓度的测定方法手册，采用小流量采样的方法，基本内容如下。用小流量采样器以16.67L/min的流量连续采样23-23h，大气粒子以冲击式切割器分级。PM2.5被捕集在聚四氟乙烯（PTFE）滤膜上，通过在恒温、恒湿条件下称取滤膜捕集前后的质量差除以采样时的大气体积求得PM2.5的质量浓度。该方法的测量下限是2μg/,捕集试样时由于滤膜的压力损失增大等需要将流量控制在所需范围内，因此定量上限与流量控制有关，但必须达到200μg/。•①将PM2.5直接截留到滤膜上，然后用天平称重，这就是重量法。值得一提的是，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。•②β射线吸收法：将PM2.5收集到滤纸上，然后照射一束beta射线，射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减，衰减的程度和PM2.5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的重量。美国大使馆那台知名度很高的仪器依据的就是此原理。•③微量振荡天平法：一头粗一头细的空心玻璃管，粗头固定，细头装有滤芯。空气从粗头进，细头出，PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头以一定频率振荡，该频率和细头重量的平方根成反比。于是，根据振荡频率的变化，就可以算出收集到的PM2.5的重量。