大氣顆粒物濃度檢測技術及其發展

吳亞爭

承德華宇建筑工程質量檢測有限責任公司 河北承德 067000

1 大氣顆粒物概述

大氣顆粒物是對大氣中存在的各種顆粒狀物質的總稱，既可以是固態的，也可以是液態的。

1.1 大氣顆粒物的濃度表示

大氣顆粒物的濃度一般用三種方法表示，一是數量濃度，也就是單位體積的空氣中含有的顆粒物數量；而是質量濃度，也就是單位體積空氣中含有的顆粒物質量；三是沉降強度，也就是在單位時間內單位面積的范圍中從大氣中自然沉降下來的顆粒物的數量或者質量。

1.2 大氣顆粒物產生的危害

大氣顆粒物的粒徑不同，其質量也不同，在大氣中的停留時間也不同，其造成的危害也因此而不同。一般說來粒徑在1微米以下的大氣顆粒物因為質量較輕，其沉降速度較慢，可以在大氣中停留較長一段時間，在其停留期間會被大氣運動擴散到更廣闊的范圍，其污染范圍也因此而被擴大，甚至可以成為全球性的污染問題。其中0．1-1微米范圍內粒徑的大氣顆粒物因為擁有與可見光類似的波長，可以對可見光產生強烈的散射影響，從而對大氣的能見度造成影響[1]。

隨著社會的發展，大氣污染越來越嚴重，酸雨的發生頻率大大增加，其危害也已經為大眾所周知，而酸雨形成的主要原因就是因為大氣中的二氧化硫和氮氧化物經過一定的化學反應形成了硫酸以及硝酸微粒，這些微粒的存在使得大氣中的酸性大大提高，形成雨滴降落過程中就形成了酸雨。酸雨不但能腐蝕建筑物、衣服等，也會影響到植物的正常生長。

而粒徑在 3．5微米以下的大氣顆粒物如果被人體或者動物吸入，就會在氣管或者肺泡中慢慢堆積，當達到一定數量后就會引發或者加重呼吸系統的疾病。而且，如果大氣中存在大量的顆粒物，會影響到太陽以及地面的輻射，從而對這一區域的氣候造成影響，嚴重的甚至可能引發全球性的氣候變化。

人類社會也在對大氣顆粒物的存在以及危害進行積極地研究，通過研究可以發現如果長期生活在大氣顆粒物濃度較高的地區，那么就會因為大氣中的顆粒物污染而增加患病的風險，經過研究發現這一類與大氣顆粒物污染具有關聯性的疾病包括肺癌、心臟疾病等。

2 大氣顆粒物的濃度檢測技術

2.1 重量檢測技術

重量檢測法顧名思義，就是通過衡量大氣中顆粒物的重量來判斷其濃度的方法。一般來說，重量檢測法需要特定的過濾器或者其他分離器對于大氣中的粉塵進行收集，然后對其進行稱重，從而得出大氣的含塵量。這是一種較為普遍的方法，檢測結果較為可靠。這一方法中過濾器的選擇范圍較廣，可以用濾紙，也可以用聚苯乙烯等材料的微濾膜。測定儀器更是多種多樣，甚至已經研發出了可以檢測出非常低的含塵量的靜電降塵重量分析儀。而且，如果在露天位置的集塵裝置可以收集到足夠數量的塵粒，那么就可以根據集塵裝置的有效表面積以及最終的集塵量來計算這一位置的降塵量[2]。

2.2 光散射檢測技術

根據光散射檢測技術研發的激光粉塵儀是當前較為先進的大氣顆粒物濃度檢測儀器。因為其具有擁有了國際最先進水平的新型內置濾膜在線采樣器，使其不僅可以完成顆粒物的收集，還可以對其成分進行實時分析，并且可以通過自身的計算得出質量濃度轉換系數K值，可以直接讀取粉塵質量濃度。儀器中還加入了強力抽氣泵，使其可以完成較大難度的顆粒物濃度檢測，不僅可以對中央空調排氣口的PM10可吸入顆粒物的濃度進行精準檢測，而且也可以對可吸入塵PM2．5進行監測，可以實時監測空氣質量。

2.3 通過濃度規格表比較法得出大氣顆粒物濃度的技術

這種檢測技術一般是利用M．R．林格曼提出的林格曼煤煙濃度表來進行檢測。這種方法在運用之前需要繪制濃度表，對煙塵濃度進行等級劃分，對于每一級的煙塵濃度做出較為明確的規定。在進行檢測時直接將濃度表豎立在一定的觀測高度，通過不同距離的煙塵濃度進行對比得出最終的濃度值。這一方法對于現場的環境要求較高，除了可以利用林格曼煤煙濃度表外，還有許多以其他形式表現出來的濃度表，甚至后期還研發出了可以進行濃度比較的測定儀器。這種方法運用起來較為方便，不需要復雜的儀器設備等，但是其檢測結果的精確性較差。

2.4 光度測定技術

這一方法運用的原理就是光的反射以及散射現象。具體實施起來有兩種情況，一是用一定強度的光線直接通過含有顆粒物的受測氣體；一是先將受測的氣體用水進行洗滌，將氣體中包含的顆粒物等融入到水中，然后再用一定強度的光線通過含塵水。無論是氣體中的還是水中的顆粒物都會對光線產生反射以及散射作用，這時再用光電器件來檢測被顆粒物透射或散射后的光的強度，然后將其與標準光度進行比較就可以計算大氣的含塵濃度[3]。

3 大氣顆粒物濃度檢測技術的發展趨勢

隨著社會的發展，人類社會已經進入了自動化與信息化的時代，大氣顆粒物濃度檢測技術作為一項科技含量較高的領域，其發展趨勢也在隨著時代的進步進行著深入的變化，原本的依靠人工進行采樣、然后到實驗室進行分析的較為落后、傳統的檢測方式，也在向著自動化、智能化以及網絡化的方向發展。

隨著社會行業的不斷細分，社會需要更加高科技、操作更加便利的儀器來對一些較容易產生污染顆粒物的行業產業進行重點監測，比如，對于煙塵、工業粉塵等的監測等。

4 結語

人類社會的不斷發展雖然帶來了許多領域的進步發展，但是其負面影響也日益突出，最明顯的就是環境的污染與破壞，其中大氣環境污染就是重要的一部分，其危害也是巨大的。對大氣環境進行監測，保證大氣質量是當今社會的努力方向，要想對大氣質量進行實時地監測，就需要先進的檢測技術來對大氣中的污染物——顆粒物進行檢測，所以，本文重點分析了大氣顆粒物濃度的檢測技術，并對其發展方向進行了分析和預測，希望可以對大氣質量的監測有所助益。