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摘要:目前,在我国大气环境检测领域当中,基于各种原理的颗粒物浓度检测方法均得到了非常广泛的应用,各种检测方法在实际应用效果中也呈现出强烈的对比,各种大气颗粒物检测方法的优缺点也得到了显著的呈现。近些年伴随着我国大气环境科学领域的进一步发展,关于大气颗粒物检测方法也呈现出越来越多样化的发展态势,未来大气颗粒物将会始终保持着空气环境研究中的一个重要地位。以下是笔者结合自己多年相关工作经验,就此议题提出自己的几点看法和建议。
关键词:环境;大气;颗粒物;检测
1关于大气颗粒物浓度的检测方式分析
1.1大气颗粒物的简要介绍
大气颗粒物统一被称作为大气中的悬浮颗粒物。大气颗粒物可以划分成一次污染物和二次污染物两种类型。其中,前者指的是直接进入到大气当中的颗粒物,颗粒物的粒径通常会在1-20μm范围内。而后者指的是气态污染物之间或者气态污染物和尘粒间产生光化学反应或者化学反应之后所生产的产物,其与一次污染物相比,二次污染物的粒径要小一些,其通常会在0.01μm-1.0μm之间。目前来看,在大气颗粒物当中,环境工作者比较关注的主要有三种颗粒物形式,分别是总悬浮颗粒物、可入肺颗粒物和可吸入颗粒物。
1.2大气颗粒物浓度的分类以及检测方式
大气颗粒物浓度可以划分为三种浓度类型,即个数浓度、质量浓度。不同浓度类型的检测方式也是不尽相同的。
首先,个数浓度。何为个数浓度,其主要是指在单位体积空气中所存在颗粒物个数的浓度,个数浓度主要被应用在空气洁净技术方面。目前关于个数浓度的检测方式主要包括以下几种:第一,化学微孔滤膜显微镜计数法。化学微孔滤膜显微镜计数法主要用来测定洁净环境的含尘浓度,而该种方法则属于较为基础的一种,即借助滤膜显微镜来计算和测量个数浓度。化学微孔滤膜显微镜计数法的具体应用方式是:一,于滤膜表层捕集微粒;二,于显微镜中使滤膜变为透明体;
观察计数。第二,光散射式粒子计数器。利用光散射式粒子计数器来计算大气颗粒浓度虽然可以较易获得测量数据,但是因为颗粒物重叠影响以及标准粒子与被测粒子的折射率的不同都会造成不同的检测误差,所以针对一些准确性要求比较高的粒子,通常我们不会选用光散射式粒子计算器的计算方式。
其次,质量浓度。何为质量浓度,其是指在单位体积空气中所存在颗粒物的质浓度,质量浓度主要被应用在普通的大气颗粒物研究方面,概括说来,其检测主要有以下几种方式:
第一,滤膜称重法。在测定大气颗粒物质量浓度测定的方法中,滤膜称重法是最基本的方法之一。其具体操作步骤是:一,将空气中的颗粒物捕集在高性能滤膜上面;二,对滤膜采样前后的质量进行称重;三,计算捕集粉尘质量的差。最终得到的其和采样空气量之间的比例便是大气颗粒物的质量浓度。滤膜称重法中所使用到的仪器主要包括两种,分别是采样仪和分析天平。其中,采样仪我们需要根据实际需求来选择使用大流量采样仪、中流量采样仪还是小流量采样仪,一般情况下,会首选大流量采样仪。滤膜称重法在具体应用过程中有着自身的优势和弊端。其优势主要体现在三个方面:其一,所依据原理非常简单;其二,测定数据可靠性强;其三,测量准确度高,其不会受到颗粒物大小、形状以及颜色等因素的影响。而滤膜称重法的弊端则体现在:其一,所需时间相对较长;其二,操作过程比较繁琐;其三,噪声大。
第二,压电晶体法。压电晶体法,也被叫做压电晶体频差法,其测量质量浓度时需要依靠的是石英谐振器。
压电晶体法的作业机理在于:空气维持一个不变的流量经过切割器,随后流经静电采样器,该采样器是由微量石英谐振器以及高压放电针构成,然后借助高压电晕放电作用,气流中所有颗粒物都会沉降至电极表面,这样一来,电极上面便存在有颗粒物的质量,电极的振荡频率必然会受到影响而出现改变,从频率的变化当中我们便可以测得大气颗粒物中的质量浓度。其实,压电晶体法中的石英谐振器,本质上就等同于一个超微量天平,而且石英谐振器非常敏感,其能够随时进行在线检测。但是,使用压电晶体法来检测质量浓度时,我们必须要确保将清洁工作做到位,一定要确保石英谐振器的清洁程度,因为只有石英谐振器足够干净,沉降在其电机表面上的大气颗粒物的质量才足够精准。
第三,光散射式测量仪。其实该仪器和光散射式粒子计数器的作业机理是相同,其都是基于微粒的Mie散射理论所得。光散射式测量仪的构成部分主要包括光源、传感器、集光镜、放大器、显示器以及分析电路几大部分。首先,通过光源将光线发出并射于颗粒物上面会发生散射反应;其次,散射后的光会通过激光器传达到传感器上面,传感器会将感知到的信号转变成为电信号,电信号再经过放大器和分析电路之后便可以计算出脉冲的发生量,进而得到质量浓度。光散射式测量仪属于浮游测定法,其比较适合应用在公共场所卫生或者生产现场粉尘比较大的场合,又或者被应用在大气质量检测工作当中。
第四,β射线吸收式测量仪。利用该仪器来计算大气颗粒物质量浓度,其所依据的原理是经过颗粒物过程中射线会被吸收,在能量恒定的条件下,β射线的吸收量和大气颗粒物的质量是保持正比关系的。概括来说运用该项仪器来测量质量浓度的具体步骤是:一,借助切割器来捕集颗粒物到滤膜上面;二,对β射线的透过强度进行测量来获得大气颗粒物的质量浓度。β射线吸收式测量仪即可以实现自动连续测量,也可以进行间断测量,而且β射线的吸收情况并不会受到其他因素的干扰,其只和粒子的质量有关系,所以,其能够确保测量结果的精确度。除此之外,β射线吸收式测量仪还有一个优势,其拥有着非常强的耐用性,因为β射线属于低能射线,稳定性非常强,半衰期可达数千年。
2关于大气颗粒物检测技术的未来发展趋势分析
大气颗粒物检测正在全力朝着智能化、自动化以及网络化方向顺利发展,其检测的范围和领域也变得越来越广泛。在实际检测工作中所应用到的各类检测仪也随之呈现出多功能、自动化、高质量、集成化、智能化以及系统化等特征。未来大气颗粒物检测工作的重点应该倾向于工业粉尘排放量、污染源烟尘检测等领域,其检测的内容也会更加详尽,诸如温度、含湿量、流量等等都将囊括其中。
3结束语
大气颗粒物检测方式正在朝着智能化、网络化以及自动化方向迅速发展,未来大气颗粒物的检测质量以及检测的准确性将会得到更大程度的提升。
参考文献
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