淺談電子天平在PM2.5-PM10檢測中的應(yīng)用

侯小雷　雍厚輝

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，電子天平精準(zhǔn)度也有所提升，許多高精準(zhǔn)度的電子天平適用于環(huán)境空氣稱重檢測法。由于這些電子天平自身擁有高精準(zhǔn)度，所以這些高精準(zhǔn)度電子天平在操作過程中對實驗室的環(huán)境以及人員數(shù)量有著極高的要求。相關(guān)計量測試技術(shù)研究部門在對高精準(zhǔn)度電子天平在PM2.5-PM10檢測中得知，該電子天平能夠應(yīng)用于總懸浮顆粒檢測分析。為此，本文將以電子天平選配為著手點，對工作原理、技術(shù)指標(biāo)以及環(huán)境要求在電子天平在PM2.5-PM10檢測中應(yīng)用予以闡述分析。

關(guān)鍵詞：電子天平? PM2.5-PM10檢測? 應(yīng)用

前言

總懸浮顆粒物主要是指空氣動力學(xué)直徑中非大于100μm顆粒物，當(dāng)前總懸浮顆粒物直徑分為PM10、PM5、PM2.5三種。倘若總懸浮顆粒物被人體吸入到呼吸道以內(nèi)，就會對人身體產(chǎn)生巨大危害。為此，借助電子天平精準(zhǔn)檢測出空氣中的微小顆粒物物質(zhì)顯得極為重要。本文以對超微顆粒以及微小質(zhì)量顆粒檢測系統(tǒng)為例，從電子天平選配、環(huán)境要求等相關(guān)方面分析闡述電子天平在PM2.5-PM10檢測中的應(yīng)用。

一、電子天平在PM2.5-PM10稱重檢測中的選配

在相關(guān)環(huán)境空氣質(zhì)量文件中規(guī)定，環(huán)境空氣中直徑為PM2.5-PM10的總懸浮顆粒應(yīng)在檢測中使用分值度為0.1mg或者是0.01mg的分析電子天平。而在汽車燃料相關(guān)排放物測量文件中規(guī)定，汽車尾氣排放物PM2.5-PM10的總懸浮顆粒在稱量時，應(yīng)保證使用的電子天平標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于2μg。根據(jù)上述內(nèi)容可以得知，電子天平的計量性能應(yīng)保證其分度值在0.01mg以下才能滿足環(huán)境空氣PM2.5-PM10的稱重要求。

二、電子天平在PM2.5-PM10稱重檢測中的應(yīng)用

（一）超微、微小質(zhì)量顆粒檢測系統(tǒng)的工作原理

由于環(huán)境空氣中的超微與微小質(zhì)量顆粒不能單一采集與稱重，檢測人員在檢測時需要借助濾膜進行檢測。然而，環(huán)境中的顆粒物空氣動力學(xué)直徑存在一定的差異性，采集頻率與采集環(huán)境不同，檢測人員應(yīng)使用不同直徑的濾膜進行采集。在稱重過程中，應(yīng)根據(jù)濾紙大小選擇相同大小的秤盤予以稱量。除此之外，微小質(zhì)量顆粒自身大小存在一定的差異性，不同的微小質(zhì)量顆粒存在的危害性也各不相同，導(dǎo)致所需要的檢測精準(zhǔn)度要求也大不相同。根究相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示，計量測試技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)置中將0.1μg的超微以及1μg微小等級的電子天平，使其可以滿足不同直徑顆粒在電子天平中的檢測需求。環(huán)境采樣部通過空氣中采樣得知，空氣動力學(xué)直徑大小與濾膜荷重大小相同。通常直徑為PM5的總懸浮顆粒應(yīng)選直徑為φ47毫米與φ70毫米的濾膜;汽車尾氣污染物在檢測過程中，應(yīng)使用直徑為φ110毫米與φ150毫米的濾膜。也就是說，檢測人員只要選對濾膜，就能正確選擇出相應(yīng)精準(zhǔn)對等級的電子天平進行稱重。比如說PM2.5-PM5的采集濾膜在檢測過程中，檢測人員應(yīng)使用分度值為0.1μg的電子天平，并在該天平上進行稱重。當(dāng)使用PM10采樣濾膜時，檢測人員應(yīng)使用分度值為1μg的電子天平予以稱重。待稱重量結(jié)束以后，檢測人員需要詳細(xì)精準(zhǔn)記錄下濾膜稱重時的初始質(zhì)量值，然后再在環(huán)境采樣部門 對已經(jīng)采樣好濾膜放置到采樣器中予以采樣。待檢測人員采樣結(jié)束以后，可以將濾膜再次放置到相同精準(zhǔn)度等級的電子天平上進行稱量，對檢驗后的濾膜稱重質(zhì)量予以再次記錄。

（二）超微、微小質(zhì)量顆粒檢測系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

依照上述工作原理，檢測人員在檢測質(zhì)量超微以及微小的顆粒時，應(yīng)依照該檢測系統(tǒng)中提出的具體技術(shù)指導(dǎo)對其進行分析。檢測人員在使用檢測PM2.5-PM10稱重法進行檢測時，還需要對該系統(tǒng)所需要稱重的重量予以分析處理，這樣不但可以PM2.5-PM10質(zhì)量顆粒予分別檢測，還能有效解決PM2.5-PM10稱重檢測過程中對最小稱量范圍、稱量準(zhǔn)確度以及秤盤大小等不統(tǒng)一等相關(guān)問題。另外，分系統(tǒng)稱量方法還能更好的檢測出PM2.5懸浮顆粒或者是質(zhì)量更小的懸浮物顆粒，同時還能有效解決0.1μg電子天平平盤不能稱重PM10濾膜的需求。據(jù)不確定性統(tǒng)計分析，檢測系統(tǒng)中超微顆粒質(zhì)量檢測中存在你的不確定度可以將其控制在0.5μg，并將微小顆粒的質(zhì)量檢測不確定度可以將其控制在10μg。

（三）超微、微小質(zhì)量顆粒檢測系統(tǒng)的環(huán)境要求

我國《電子天平檢定規(guī)程》中明確指出，分值度小于等于0.01mg的電子天可以在實驗室中進行正常工作。值得注意的是，這類電子天平中的0.1μg電子天平與1μg的電子天平在檢測環(huán)境空氣中的總懸浮顆粒物質(zhì)量時，對檢測實驗室的環(huán)境提出了更高的要求。倘若檢測實驗室不符合電子天平正常工作條件，檢測人員需要對上述電子天平設(shè)置出較為獨立的空間區(qū)域，使其符合測量PM2.5或者是更小的懸浮顆粒標(biāo)準(zhǔn)要求。在檢測空氣中超微顆粒物的質(zhì)量時，檢測人員還需要在檢測環(huán)節(jié)添加除靜電裝置，防止檢測時因靜電影響正常檢測數(shù)據(jù)結(jié)果。除此之外，檢測人員還要定期對實驗室進行清潔，保證實驗室的潔凈度。倘若實驗室潔凈度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)將濾膜密封在一定的容器中進行稱量，繼而有效防止濾膜在稱量過程中遭受第二次污染，保證檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。

三、電子天平在PM2.5-PM10檢測應(yīng)用改進方向

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，機械天平已經(jīng)逐漸被電子天平所取代，以便更好的檢測環(huán)境空氣質(zhì)量。雖然電子天平在應(yīng)用過程中更加精準(zhǔn)快速的進行檢驗，并且操作靈活簡單，但是在實際應(yīng)用過程中還存在諸多問題，尤其在環(huán)境空氣質(zhì)量檢測過程中，稱重方法對電子天平的復(fù)現(xiàn)性存在極高的要求。其主要原因是電子天平敏感度較高，容易隨著周圍環(huán)境的變化而產(chǎn)生變化，導(dǎo)致電子天平在測量過程中存在一定的數(shù)值差，嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。另外，檢測人員對電子天平進行校準(zhǔn)時過于關(guān)注天平自身的重復(fù)性與擴展性，使得天平在全量程范圍中常常出現(xiàn)示值偏差、重復(fù)性以及偏載性等諸多情況，繼而影響檢測結(jié)果。

四、結(jié)語

綜上所述，超微以及微小質(zhì)量檢測系統(tǒng)在反復(fù)驗證中，證實了電子天平在PM2.5-PM10檢測過程的精準(zhǔn)性。對于當(dāng)前電子檢測中存在諸多問題，研發(fā)人員還應(yīng)在電子天平研究過程中，減少電子天平對環(huán)境的敏感度，使其在較為穩(wěn)定的實驗室環(huán)境中予以更好的發(fā)展，促使電子天平能夠更好的為我國環(huán)境空氣檢測提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]古習(xí)敏.重力加速度對電子天平稱量準(zhǔn)確度的影響[J].科技視界，2019（20）：66-67.