大气相对湿度与PM10浓度的研究分析

摘 要：随着工业化和城市化的快速发展，我国城市大气污染恶化，颗粒物仍是影响城市空气质量的首要污染物。大气颗粒物对全球气候、城市能见度及人体健康都有非常重要的影响，尤其对人体健康的危害更大。越来越多的流行病学研究结果表明，颗粒物短期和长期暴露浓度与呼吸系统疾病、心血管病的发病率及死亡率有很强的相关性。本文针对相对湿度为研究对象，开展PM10与相对湿度的关系分析，了解不同相对湿度条件下PM10质量浓度变化情况，研究城市大气颗粒物污染来源及其影响因素对制定合理有效的污染控制策略有非常重要的意义。

关键词：大气相对湿度;大气颗粒;PM10浓度;分析;研究

1 PM10的概念

PM10是空气动力学直径小于或等于10微米的颗粒物，也称可吸入颗粒物或飘尘，PM2.5就是其中的一种。PM10长期累积会引起呼吸系统疾病，如气促、咳嗽、诱发哮喘、慢性支气管炎、慢性肺炎等。能在大气中长期漂浮的悬浮物质称为飘尘。其粒径主要是<10微米的微粒。飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害;在大气中长期漂浮，易将污染物带离很远，导致污染范围扩大，还可为化学反应提供反应床，飘尘是环境科学工作者重点研究对象之一。国家环保总局1996年颁布《环境空气质量标准（GB3095-1996）》将飘尘改称可吸入颗粒物，作为正式大气环境质量标准。PM10在环境空气中持续时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大。一部分颗粒物来自污染源直接排放，比如未铺沥青、水泥路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理及被风扬起的尘土等。另一些由环境空气中硫氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其他化合物互相作用形成的细小颗粒物，其化学和物理组成依地点、气候、一年中季节不同变化很大。

2 仪器与方法原理

2.1 实验仪器

TY3827温湿度计主要用于测量空气温度、湿度、露点温度、湿球温度等。生产商为北京云华科仪科技有限公司，销售商是盐城天悦仪器仪表有限公司。相关数据如下：响应时间：10s（90%RH/25℃）;露点温度：（-30～100℃/1-22℉）;湿球温度：（0～80℃/32℉～176℉）;分辨率：0.01%RH，0.01℃/0.01℉;最大值、最小值测量及数据保持功能;尺寸（长×宽×高）：58×35×175mm;重量：约143g。

TY-PM10激光可吸入粉尘连续测试仪能够实时快速测量空气中可吸入颗粒物浓度的新一代智能化测量仪器，为光散射法便携式直读测量仪器。具有测试速度快、灵明度高、稳定性好、重量轻、噪声低、操作简单、交直流两用等优点。特别适于无外电源的场合测量。该测试仪生产和销售商均为盐城天悦仪器仪表有限公司，相关技术数据如下：可吸入颗粒物测量范围：0.001-10mg/m3;检测灵敏度：0.001mg/m3;采样时间：2分，5分;数据存储容量：分0-9区，共10区500组数据;配接打印机：微型打印机;工作电源：无外电源场合用内置电池;有外电源场合用适配器接220V交流电源。在内置电池充足电时，可连续测量4h;体积：主机230mm×120mm×42mm;重量：550g。

2.2 TY-PM10激光可吸入粉尘连续测试仪原理

本仪器根据我国卫生行业标准“公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）測定方法光散射法”（WS/T206-2001）设计，是由组装一起的感应器和数据处理器组成。感应器是仪器数据采集的关键部件，原理是将激光束经过一组非球面镜变成一束功率密度均匀分布的细测量光束，在光束轨迹侧前方为一前焦点落在光束轨迹上，后焦点落在一光电转换器上的散射光收集透镜组，当一流动的取样空气通过激光束与散射光收集镜组的前焦点交汇处时，空气中尘埃粒子发出与其物理尺寸相对应的散射光经过光学透镜收集，在后焦点处由光电转换器件接受并转换成相应电信号。感应器的采样气体进口设在仪器的顶端位置。采集空气动力源是一无刷直流风机。数据处理器则将感应器所收集电信号经切割器将>10μm以上粒子分离掉后，由微处理器进行湿度、质量浓度等换算，结果由LED显示器显示、储存或打印。

2.3 实验内容

本文所用数据为2014年在某检测科技公司监测的PM10日平均质量浓度（取3个不同时间段PM10值然后取平均值）;同时记录当天天气的相对湿度（实验是以30个晴天（相对湿度较低）日平均PM10数据和30个雨天（相对湿度较高）日平均PM10数据作比较。

3 实验数据与结果

实验结果如下：晴天的平均PM10=2.814/30=0.094mg/m3;

雨天平均PM10=1.183/30=0.039mg/m3。比较表1中晴天（相对湿度较低）和雨天（相对湿度较高）PM10值及两种天气平均PM10值，发现在相对湿度较高的雨天PM10值，明显比相对湿度较低晴天PM10值要低。

综上所述，在相对湿度变大的时候，PM10值会变小，原因有可能是PM10在较高相对湿度时容易吸湿沉降，也有可能在降雨天气，雨水冲刷过程使PM10明显下降。同时在表1数据中发现有几个数据呈反结论出现，这种现象不排除人为影响，我认为可能是PM10同时受其他天气因素（如风速、温度、气压等）较大影响，有待再做实验研究证实。

参考文献：

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[4]冯建军，沈家芬，梁任重，莫测辉.广州市PM10与气象要素的关系分析[J].中国环境监测，2009，25（1）.

作者简介：

孙浩益（1985- ），男，宁波慈溪人，本科，生物工程专业，化学分析工程师，从事第三方检测，负责公司环境（废气、废水）、公共场所、职业卫生等现场采样检测及评价报告工作，包括现场调查、职业病危害因素识别、现场采样检测、编制评价报告、参与公司质量体系工作、指导和培训，完善职业健康及安全生产相关工作。