环境空气中悬浮颗粒物浓度快速测定

在环境科学中，大气颗粒物特指悬浮在空气当中的固体颗粒或液滴，是空气污染的一个主要来源。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 μm。其中，粒径小于等于10 μm的颗粒物称为可吸入颗粒物，也称PM10。直径小于等于2.5 μm的颗粒物称为细颗粒物，也称PM2.5。动力学直径小于等于10 μm的粒子。它们是可在大气中长期飘浮的悬浮微粒，也称可吸入微粒、可吸入尘或飘尘。由于粒径小能被人直接吸入呼吸道内造成危害，尤其是小于等于2.5 μm的细粒子，如Pb、Mn、Cd、Sb、Sr、As、Ni、硫酸盐、多环芳烃等含量较高，在空气中停留时间长，易将污染物带到很远的地方使污染范围扩大。对环境的有害影响还有散射阳光、降低大气的能见度等。可吸入尘同时在大气中还可为化学反应提供反应床，是气溶胶化学中研究的重点对象，已被定为空气质量监测的一个重要指标。

颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10 μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5 μm直径的可进入呼吸道的深部，2 μm直径以下的可100%深入到细支气管和肺泡。可吸入颗粒物能够通过呼吸过程进入人体的呼吸道并积聚在肺部，会对人的健康造成影响。

目前我国许多城市的大气首要污染物为可吸入颗粒物（PM10），它们对人体健康、植被生态和能见度等都有着非常重要的直接和间接影响。因此，对这类污染物的浓度进行测定是大气环境污染研究中一项重要的工作。

环境空气中悬浮的颗粒物浓度的测定通常有以下3种方法：

1.重量法

用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法一般分为大流量（1.1～1.7 m3/min）和中流量（0.05～0.15 m3/min）采样法。其原理是抽取一定体积的空气，使之通过已恒重的滤膜，则悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积，即可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。

大流量法使用带有颗粒物切割器（惯性切割器、重力切割器）的大流量采样器采样。首先使一定体积的大气通过采样器，将大颗粒物分离出去，小的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。用该法还能进行有机物、金属离子和无机盐的分析。(www.xing528.com)

小流量法使用小流量采样器，如我国推荐使用13 L/min。使一定体积的空气通过具有分离和捕集装置的采样器，首先将粒径大的颗粒物阻留在撞击挡板的入口挡板内，飘尘则通过入口挡板被捕集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后的滤膜重量之差及采样体积计算飘尘的浓度。用此法还可作飘尘中有害物质成分的单项测定。

2.压电晶体振荡法

这种方法以石英谐振器为测定飘尘的传感器，通过测量采样后两石英谐振器频率之差（Δf ），即可得知飘尘浓度。当用标准飘尘浓度气样校准仪器后，即可在显示屏幕上直接显示被测气样的飘尘浓度。

3.β射线吸收法

该测量方法的原理基于：将β射线通过特定物质后，其强度衰减程度与所透过的物质质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。通过测清洁滤带（未采尘）和采尘滤带（已采尘）对β射线吸收程度的差异来测定采尘量。

本实验在校园工作区进行采样分析。通过本实验，达到掌握重量法测定大气中悬浮颗粒物（如TSP、PM10、PM5、PM2.5）浓度的目的。