大气颗粒物浓度检测技术及其发展

吴亚争

承德华宇建筑工程质量检测有限责任公司 河北承德 067000

1 大气颗粒物概述

大气颗粒物是对大气中存在的各种颗粒状物质的总称，既可以是固态的，也可以是液态的。

1.1 大气颗粒物的浓度表示

大气颗粒物的浓度一般用三种方法表示，一是数量浓度，也就是单位体积的空气中含有的颗粒物数量；而是质量浓度，也就是单位体积空气中含有的颗粒物质量；三是沉降强度，也就是在单位时间内单位面积的范围中从大气中自然沉降下来的颗粒物的数量或者质量。

1.2 大气颗粒物产生的危害

大气颗粒物的粒径不同，其质量也不同，在大气中的停留时间也不同，其造成的危害也因此而不同。一般说来粒径在1微米以下的大气颗粒物因为质量较轻，其沉降速度较慢，可以在大气中停留较长一段时间，在其停留期间会被大气运动扩散到更广阔的范围，其污染范围也因此而被扩大，甚至可以成为全球性的污染问题。其中0．1-1微米范围内粒径的大气颗粒物因为拥有与可见光类似的波长，可以对可见光产生强烈的散射影响，从而对大气的能见度造成影响[1]。

随着社会的发展，大气污染越来越严重，酸雨的发生频率大大增加，其危害也已经为大众所周知，而酸雨形成的主要原因就是因为大气中的二氧化硫和氮氧化物经过一定的化学反应形成了硫酸以及硝酸微粒，这些微粒的存在使得大气中的酸性大大提高，形成雨滴降落过程中就形成了酸雨。酸雨不但能腐蚀建筑物、衣服等，也会影响到植物的正常生长。

而粒径在 3．5微米以下的大气颗粒物如果被人体或者动物吸入，就会在气管或者肺泡中慢慢堆积，当达到一定数量后就会引发或者加重呼吸系统的疾病。而且，如果大气中存在大量的颗粒物，会影响到太阳以及地面的辐射，从而对这一区域的气候造成影响，严重的甚至可能引发全球性的气候变化。

人类社会也在对大气颗粒物的存在以及危害进行积极地研究，通过研究可以发现如果长期生活在大气颗粒物浓度较高的地区，那么就会因为大气中的颗粒物污染而增加患病的风险，经过研究发现这一类与大气颗粒物污染具有关联性的疾病包括肺癌、心脏疾病等。

2 大气颗粒物的浓度检测技术

2.1 重量检测技术

重量检测法顾名思义，就是通过衡量大气中颗粒物的重量来判断其浓度的方法。一般来说，重量检测法需要特定的过滤器或者其他分离器对于大气中的粉尘进行收集，然后对其进行称重，从而得出大气的含尘量。这是一种较为普遍的方法，检测结果较为可靠。这一方法中过滤器的选择范围较广，可以用滤纸，也可以用聚苯乙烯等材料的微滤膜。测定仪器更是多种多样，甚至已经研发出了可以检测出非常低的含尘量的静电降尘重量分析仪。而且，如果在露天位置的集尘装置可以收集到足够数量的尘粒，那么就可以根据集尘装置的有效表面积以及最终的集尘量来计算这一位置的降尘量[2]。

2.2 光散射检测技术

根据光散射检测技术研发的激光粉尘仪是当前较为先进的大气颗粒物浓度检测仪器。因为其具有拥有了国际最先进水平的新型内置滤膜在线采样器，使其不仅可以完成颗粒物的收集，还可以对其成分进行实时分析，并且可以通过自身的计算得出质量浓度转换系数K值，可以直接读取粉尘质量浓度。仪器中还加入了强力抽气泵，使其可以完成较大难度的颗粒物浓度检测，不仅可以对中央空调排气口的PM10可吸入颗粒物的浓度进行精准检测，而且也可以对可吸入尘PM2．5进行监测，可以实时监测空气质量。

2.3 通过浓度规格表比较法得出大气颗粒物浓度的技术

这种检测技术一般是利用M．R．林格曼提出的林格曼煤烟浓度表来进行检测。这种方法在运用之前需要绘制浓度表，对烟尘浓度进行等级划分，对于每一级的烟尘浓度做出较为明确的规定。在进行检测时直接将浓度表竖立在一定的观测高度，通过不同距离的烟尘浓度进行对比得出最终的浓度值。这一方法对于现场的环境要求较高，除了可以利用林格曼煤烟浓度表外，还有许多以其他形式表现出来的浓度表，甚至后期还研发出了可以进行浓度比较的测定仪器。这种方法运用起来较为方便，不需要复杂的仪器设备等，但是其检测结果的精确性较差。

2.4 光度测定技术

这一方法运用的原理就是光的反射以及散射现象。具体实施起来有两种情况，一是用一定强度的光线直接通过含有颗粒物的受测气体；一是先将受测的气体用水进行洗涤，将气体中包含的颗粒物等融入到水中，然后再用一定强度的光线通过含尘水。无论是气体中的还是水中的颗粒物都会对光线产生反射以及散射作用，这时再用光电器件来检测被颗粒物透射或散射后的光的强度，然后将其与标准光度进行比较就可以计算大气的含尘浓度[3]。

3 大气颗粒物浓度检测技术的发展趋势

随着社会的发展，人类社会已经进入了自动化与信息化的时代，大气颗粒物浓度检测技术作为一项科技含量较高的领域，其发展趋势也在随着时代的进步进行着深入的变化，原本的依靠人工进行采样、然后到实验室进行分析的较为落后、传统的检测方式，也在向着自动化、智能化以及网络化的方向发展。

随着社会行业的不断细分，社会需要更加高科技、操作更加便利的仪器来对一些较容易产生污染颗粒物的行业产业进行重点监测，比如，对于烟尘、工业粉尘等的监测等。

4 结语

人类社会的不断发展虽然带来了许多领域的进步发展，但是其负面影响也日益突出，最明显的就是环境的污染与破坏，其中大气环境污染就是重要的一部分，其危害也是巨大的。对大气环境进行监测，保证大气质量是当今社会的努力方向，要想对大气质量进行实时地监测，就需要先进的检测技术来对大气中的污染物——颗粒物进行检测，所以，本文重点分析了大气颗粒物浓度的检测技术，并对其发展方向进行了分析和预测，希望可以对大气质量的监测有所助益。