光散射法颗粒物监测仪粒径识别检测装置的搭建及方法研究
2021-04-26张国城赵晓宁
计量学报 2021年3期
吴 丹,张国城,赵晓宁
(北京市计量检测科学研究院,北京 100029)
1 引 言
PM2.5由于能携带大气尘埃中的多种有机、金属化合物及硝酸盐等污染物进入人体肺部并沉积,经气体交换进入毛细血管,对人体危害大,自2011年后备受人们关注。目前监测PM2.5的设备,以β射线法、振荡微天平法、光散射法为主,同时采用外置切割器来实现不同粒径范围颗粒物的分离[1]。但是这种符合国家标准方法的监测设备,价格和运行成本高,一般多应用在国家监控点。
目前市场上出现了大量以攀腾、诺方、四方等品牌生产的,基于光散射粒径识别原理的PM2.5/PM10传感器,价格低廉,使用方便,可用于家用PM2.5监测,甚至在一些工地、道路扬尘PM2.5监测中都有广泛应用。针对这类传感器,目前国家没有检测标准或技术规范,导致这类传感器属于无监管状态,也无法进行评价和量值溯源。虽然有室内标准对颗粒物监测部分提出技术要求[2],但只约束了浓度指标,而未考虑粒径识别准确性的影响。一方面,光散射法浓度测量结果受颗粒物的粒径、颜色、材质等属性影响大[3~6];另一方面,粒径识别是否准确,会影响PM2.5和PM10、总悬浮颗粒物(total suspended particle,TSP)之间的关系。虽然通常粒径检测多选取前向小角度,从而排除颗粒物属性对散射光的影响,可认为散射光强与粒径单调相关,然而0.7~3.0 μm颗粒的散射光强与粒径却不是单调相关的[7,8]。
为了测试光散射法PM2.5传感器的粒径识别能力,制备了不同粒径的单分散标准粒子,搭建了粒径识别检测装置,提出了确定粒径识别点的检测方法,并对某国产PM2.5传感器的粒径识别能力进行检测,讨论粒径识别存在偏差的原因。……
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