PM2.5 及超細(xì)顆粒物在線監(jiān)測(cè)方法

空氣動(dòng)力學(xué)粒徑檢測(cè)法 - 通過(guò)加速?lài)娮旒铀贇馊苣z的采樣氣流，采樣氣流經(jīng)過(guò)噴嘴后，氣流速度發(fā)生變化，氣流中不同粒徑的粒子由于慣性作用會(huì)產(chǎn)生不同的加速度，如：大粒徑的粒子慣性大、加速慢，從而導(dǎo)致通過(guò)定寬檢測(cè)器的時(shí)間不同。粒子飛出噴嘴后，在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)直線通過(guò)2 束相互重疊的平行激光產(chǎn)生光散射信號(hào)。一面橢圓鏡放置在激光軸的90°方向，選擇散射光信號(hào)并聚焦到雪崩式光電監(jiān)測(cè)器(APD)。雪崩式光電監(jiān)測(cè)器將光脈沖轉(zhuǎn)化成電脈沖，每個(gè)粒子產(chǎn)生單獨(dú)的連續(xù)雙峰信號(hào)。2 峰間的距離稱(chēng)為飛行時(shí)間(Time of Flight)，它與顆粒的粒徑一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)該信號(hào)的峰高用來(lái)進(jìn)行光學(xué)散射測(cè)量。檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)提高了粒子的檢測(cè)性能并且最大程度的減小了光學(xué)散射強(qiáng)度測(cè)量中米式散射振蕩的干擾?？諝鈩?dòng)力學(xué)法檢測(cè)可以直接得到PM10 與PM2.5 的粒徑濃度分布，空氣動(dòng)力學(xué)法受顆粒的形狀、折射率和密度等影響較小，與人體健康息息相關(guān)，因此使用廣泛，空氣動(dòng)力學(xué)法檢測(cè)的儀器顆粒給出粒徑數(shù)量濃度或粒徑質(zhì)量濃度的分布數(shù)據(jù)，其粒徑譜儀需要用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)顆粒小球(PSL) 進(jìn)行定期標(biāo)定。

激光散射強(qiáng)度檢測(cè)法 - 激光散射強(qiáng)度檢測(cè)方法是真空泵將大氣氣溶膠抽吸入儀器，使用激光檢測(cè)器對(duì)不同粒徑大小的氣溶膠進(jìn)行檢測(cè)。不同粒徑的氣溶膠通過(guò)激光檢測(cè)器產(chǎn)生不同強(qiáng)度的散射信號(hào)，大顆粒的散射信號(hào)強(qiáng)，小顆粒的散射信號(hào)弱。信號(hào)處理器將散射信號(hào)轉(zhuǎn)化成電脈沖信號(hào)，大顆粒的電脈沖信號(hào)強(qiáng)度高，小顆粒的電脈沖信號(hào)強(qiáng)度低。通過(guò)計(jì)算該脈沖信號(hào)的強(qiáng)弱得到不同粒徑的數(shù)濃度信息。一般檢測(cè)粒徑為0.3 至10 微米，甚至更大粒徑。激光散射法檢測(cè)時(shí)需要考慮顆粒的形狀、折射率、密度等因素，但光學(xué)散射粒徑與顆粒物的光學(xué)效應(yīng)直接相關(guān)，決定了顆粒對(duì)光的散射和吸收性質(zhì)。因此對(duì)激光散射法檢測(cè)的儀器可以給出粒徑數(shù)量濃度分布信息，粒徑質(zhì)量濃度分布信息需要進(jìn)行計(jì)算才能得到，該法儀器也需要用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)顆粒小球(PSL) 進(jìn)行定期標(biāo)定。

電遷移率檢測(cè)法 - 氣溶膠被真空泵吸入到儀器中，儀器中有梯度變化的電場(chǎng)電壓，荷電的氣溶膠在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力的作用產(chǎn)生遷移現(xiàn)象，在鞘氣的攜帶下向某一方向運(yùn)動(dòng)，并最終沉積在電場(chǎng)中的某一點(diǎn)。在荷相同電荷的其概況下形成不同的拋物線軌跡，小顆粒的電遷移率高，在電場(chǎng)中飛行的距離短，形成的拋物線軌跡短；大顆粒電遷移率低，在電場(chǎng)中飛行的距離長(zhǎng)，形成的拋物線軌跡長(zhǎng)。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓可以實(shí)現(xiàn)在同一位置采集不同粒徑的顆粒。該種方法的關(guān)鍵是保證所檢測(cè)的不同粒徑的顆粒都荷一個(gè)單一電荷，這就是氣溶膠中和器的作用。

氣溶膠中和器或者使用高壓放電電離空氣產(chǎn)生正負(fù)離子，或者使用放射源電離空氣產(chǎn)生正負(fù)離子。所產(chǎn)生的正負(fù)離子中和氣溶膠表面的多余電荷，保證空氣中的氣溶膠達(dá)到波爾茲曼平衡分布。這樣大氣中荷電分布不確定的無(wú)序狀態(tài)，通過(guò)中和器后達(dá)到波爾茲曼平衡分布的有序狀態(tài)。達(dá)到波爾茲曼平衡分布的氣溶膠進(jìn)入粒徑分布譜儀，譜儀才可以準(zhǔn)確檢測(cè)到氣溶膠的粒徑數(shù)量濃度分布，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到粒徑質(zhì)量濃度分布信息。電遷移率檢測(cè)法適合于檢測(cè)小于1 微米的納米級(jí)顆粒物，最低可到2.5 納米，該種方法的儀器也需要用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)顆粒小球(PSL) 進(jìn)行定期標(biāo)定。

TSI 粒子檢測(cè)設(shè)備有助于客戶(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)重要空氣質(zhì)量指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助人們更好地了解空氣質(zhì)量。TSI 生產(chǎn)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、性能可靠、易于操作且無(wú)須過(guò)多的維修保養(yǎng)，適用于長(zhǎng)期以及短期的應(yīng)用，能夠保證研究級(jí)別的精確度。

TSI 研究級(jí)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案，適用于超細(xì)粒子計(jì)數(shù)和粒度分布測(cè)量。型號(hào)為3783 的TSI Environmental Particle Counter (EPC) 以及型號(hào)為3031 的超細(xì)顆粒物(UFP) 監(jiān)測(cè)儀能以獨(dú)特的方式檢測(cè)空氣中的超細(xì)粒子數(shù)量(PN) 和粒度分布情況。超細(xì)粒子(<100nm) 在城鎮(zhèn)中的數(shù)量濃度較高，傳統(tǒng)的質(zhì)量型檢測(cè)方法并不能很好地體現(xiàn)這一點(diǎn)。此外，越來(lái)越多的毒理學(xué)證據(jù)顯示，接觸超細(xì)粒子會(huì)影響身體健康，正是出于這個(gè)因素的考慮，TSI 生產(chǎn)的很多儀器都被運(yùn)用到了世界各地的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，比如3783 型EPC 和3031 型UFP 監(jiān)測(cè)儀等，第一次實(shí)現(xiàn)了全世界范圍內(nèi)的UFP 濃度比對(duì)。

PM2.5 及超細(xì)顆粒物在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品典型應(yīng)用案例

北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心
配合細(xì)顆粒物化學(xué)組成、大氣能見(jiàn)度、污染氣體的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣細(xì)顆粒物數(shù)濃度變化。從而對(duì)大氣細(xì)顆粒物的主要來(lái)源進(jìn)行解析，提出針對(duì)性地控制措施。

中國(guó)環(huán)境科學(xué)院空氣質(zhì)量和氣溶膠研究室
對(duì)北京地區(qū)的沙塵暴數(shù)濃度分布進(jìn)行了航測(cè)研究。在06、07 年春季北京的沙塵天氣過(guò)程中，利用飛機(jī)裝載APS 等儀器進(jìn)行空中實(shí)時(shí)觀測(cè)，研究沙塵的傳輸規(guī)律。

北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院
在中德合作項(xiàng)目，2006-2007 年珠三角地區(qū)和北京地區(qū)大型區(qū)域空氣質(zhì)量觀測(cè)項(xiàng)目中使用，研究細(xì)顆粒物的吸濕長(zhǎng)大情況及顆粒形成與大氣條件的相互關(guān)系等。

中國(guó)環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所
研究珠三角地區(qū)細(xì)顆粒物數(shù)濃度的變化對(duì)灰霾天氣的影響。使用在研究所內(nèi)頂樓的觀測(cè)站，長(zhǎng)期觀測(cè)廣州城區(qū)細(xì)顆粒物的濃度變化規(guī)律，與氣象因素結(jié)合探索珠三角地區(qū)的灰霾形成原因，提供有效的解決方案。

蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院
研究蘭州地區(qū)不同季節(jié)大氣氣溶膠變化特征以及對(duì)能見(jiàn)度的影響。

PM2.5 及超細(xì)顆粒物在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品典型代表用戶(hù)

- 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站

- 北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心

- 廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

- 杭州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 杭州余杭區(qū)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 寧波市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站

- 石家莊市環(huán)境保護(hù)局

- 青島市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 深圳市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 浙江省富陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 蘇州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

- 上海市崇明縣環(huán)境保護(hù)局

- 常州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

- 江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

- 中科院大氣物理所

- 中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所

- 清華大學(xué)

- 北京大學(xué)

- 北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院

- 中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院

- 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院

- 藥物制劑國(guó)家工程研究中心

- 中國(guó)疾病預(yù)防控制中心

- 中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院

- 中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究所

- 中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院衛(wèi)生檢疫研究所

- 中國(guó)疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所

- 中國(guó)人民解放軍防化研究院

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