基本介紹
- 中文名：懸浮顆粒物
- 形狀：大氣中的固體、液體顆粒狀物質
- 組成：物理性質及化學組成
- 分類：為一次顆粒物和二次顆粒物
簡介,來源,分類,影響,檢測,雷射粉塵儀,新型雷射粉塵儀,電鏡觀察,國外監測的發展,
簡介
懸浮顆粒物，是懸浮在大氣中的固體、液體顆粒狀物質(或稱氣溶膠)的總稱。由於來源和形成不同，它的形狀、密度、粒徑大小，光、電、磁學等物理性質及化學組成有很大差異。大氣中顆粒物的粒徑從0.001μm至1000μm以上，一般粒徑大於50μm的顆粒物受重力作用很快沉降到地面，在大氣中滯留幾分鐘到幾小時；粒徑為0.1μm的顆粒不但在大氣中滯留時間長，而且遷移距離遠。
來源
大氣中顆粒物的粒徑從0.001μm至1000μm以上，一般粒徑大於50μm的顆粒物受重力作用很快沉降到地面，在大氣中滯留幾分鐘到幾小時；粒徑為0.1μm的顆粒不但在大氣中滯留時間長，而且遷移距離遠。
分類
在空氣動力學和環境氣象學中，懸浮顆粒物以直徑分類，小於100微米的稱為TSP，即總懸浮顆粒物；小於10微米的稱為PM10，即可吸入顆粒物。需要指出的是，這類顆粒物能進入人體的呼吸系統，可對人體健康構成損害。而顆粒直徑小於2.5微米的稱為PM2.5,以形象的比例來看,人的頭髮直徑約為50微米至70微米，PM2.5相當於髮絲直徑的3.6%至5%，可以被吸入肺部，粘連在肺泡上，對人體造成很大危害。
顆粒物還可分為一次顆粒物和二次顆粒物。一次顆粒物是由排放源直接排入大氣中的液態或固態顆粒物，在大氣中未發生變化。二次顆粒物是由排放源排放的氣體污染物，經化學反應或物理過程轉化為液態或固態的顆粒物。如二氧化硫、氮氧化物、氯化氫和氯氣、氨、有機氣體等經化學反應形成的硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、銨鹽和有機氣溶膠等。
影響
可呼吸性(粒徑小於2.5μm)和可吸入顆粒物(粒徑小於10μm)對人體健康的影響越來越引起人們的高度重視。當顆粒小到10μm以下(稱可吸入顆粒物)就可以隨著人們呼吸吸入人體肺部，幾百種有機化合物如有機的苯、二惡英、多環芳烴和含有高毒性成分的幾十種金屬如鉛、鎘等隨之侵入人體，容易引起呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、哮喘、肺炎、肺氣腫等疾病，影響人體健康。因此空氣品質日報選擇可吸入顆粒物作為一個指標。
由於顆粒物本身可能具有活性，或能吸附化學活性物質，因此它具有腐蝕性，可對物料起到直接的化學破壞作用。如腐蝕金屬表面，破壞帶有油漆、塗料的表面等。
檢測
目前國內最常用的顆粒物檢測儀是雷射粉塵儀。
雷射粉塵儀
雷射粉塵儀該儀器適用於公共場所可吸入顆粒物（PM10）濃度的快速測定、工礦企業生產現場等勞動衛生方麵粉塵濃度的檢測，以及環境保護領域可吸入塵濃度的監測，還可用於空氣淨化器淨化效率的評價。有千台以上儀器在全國各地使用，得到用戶好評。
儀器符合衛生部WS/T206-2001《公共場所空氣中可吸入顆粒物（PM10）測定法-光散射法》標準、勞動部LD98-1996《空氣中粉塵濃度的光散射式測定法》標準以及鐵道部TB/T2323-92《鐵路作業場所空氣儀器中粉塵測定相對質量濃度與質量濃度的轉換方法》等行業標準以及衛生部衛監督發〔2006〕58號檔案頒布實施的《公共場所集中空調通風系統衛生規範》。
主要特點：
可直讀顆粒物質量濃度（mg/m3），1分鐘出結果，或根據用戶需要任意設定採樣時間；
測量快速、準確、檢測靈敏度高；
設計了自校系統,儀器性能穩定可靠；
具有氣幕禁止及潔淨氣自清洗功能，確保光學系統不受污染；
實現了軟體自動調零；
具有與計算機雙向通訊功能，可通過PC機進行數據處理，列印出曲線及表格；
具有顆粒物濃度連續監測、定時採樣以及粉塵濃度超標報警等多種功能；
主要技術指標
檢測靈敏度：低靈敏度 0.01mg/m3 ；
高靈敏度 0.001 mg/m3 ；
測定範圍： 低靈敏度 0.01～100 mg/m3 ；
高靈敏度 0.001～10 mg/m3 ；
測定時間：採樣標準時間為1分鐘，設有0.1、1、2、5、10分鐘及調時檔（任意設定採樣時 間）；
重複性誤差：±2%；
測量精度： ±10%
顯 示 屏：帶標識4位液晶顯示器；
存 貯：可循環存儲99組數據；
定時採樣：可設定測量時間1～9999秒及採樣次數1～9999次
輸出接口：PC機通訊接口（RS232）及印表機輸出接口
環境溫度：0℃～40℃（儲存溫度－20℃～60℃）
電 源：交直流兩用，配充電電池及充電器
尺 寸：192×69×140 mm
重 量：1.4Kg
新型雷射粉塵儀
新型雷射粉塵儀具有新世紀國際先進水平的新型內置濾膜線上採樣器的微電腦雷射粉塵儀, 在連續監測粉塵濃度的同時, 可收集到顆粒物,以便對其成份進行分析，並求出質量濃度轉換係數K值。可直讀粉塵質量濃度（mg/m）, 具有PM10、PM5、PM2.5及TSP切割器供選擇. 儀器採用了強力抽氣泵，使其更適合需配備較長採樣管的中央空調排氣口PM10可吸入顆粒物濃度的檢測。
儀器符合工業企業衛生標準（GBZ1-2002）、工作場所有害因素接觸限值（GBZ2-2002）標準、衛生部WS/T206-2001《公共場所空氣中可吸入顆粒物（PM10）測定法-光散射法》標準、勞動部LD98-1996《空氣中粉塵濃度的光散射式測定法》標準以及鐵道部TB/T2323-92《鐵路作業場所空氣中粉塵測定相對質量濃度與質量濃度的轉換方法》等行業標準以及衛生部衛法監發 [2003] 225號檔案發布的《公共場所集中空調通風系統衛生規範》。
主要技術指標
1、 配置40mm濾膜線上採樣器;
2、 具有可更換粒子切割器PM10、PM5、PM2.5及TSP供選擇;
3、 直讀粉塵質量濃度（mg/m3）,1分鐘出結果;
4、 大螢幕液晶顯示器,漢字選單提示;
5、 檢測靈敏度：（L） 0.01mg/m3； （H） 0.001mg/m3。
6、 重複性誤差：±2%
7、 測量精度： ±10%
8、測量範圍： （L） 0.01～100 mg/m； （H） 0.001～10 mg/m。
9、 測定時間：標準時間為1分鐘，設有0.1分及手動檔（可任意設定採樣時間）。
10、 具有公共場所監測模式、大氣環境監測模式以及勞動衛生模式。可計算出時間加權平均值（TWA）和短時間接觸允許濃度（STEL） 等。
11、 存 貯：可循環存儲99組數據。
12、定時採樣：可設定測量時間（1～9999）秒，關機時間（0～9999）秒，預熱時間（0～10）秒及採樣次數（1～9999）次。
13、 粉塵濃度超標報警閾值設定：濃度最大閾值: 65mg/m3；測定時間：（1～9999）秒
14、輸出接口：（1）PC機通訊串列接口：RS232；（2）微型印表機輸出接口；（3）模擬量輸出接口：0—1V；(4) 數字量輸出接口：電平信號。
15、 電源：Ni-MH充電電池組（1.2V x 4），可連續使用8小時；附220VAC/12VDC 電源適配器。
16、另配具有濕度修正功能，數據更加精確
17、 重量：2.4kg。
電鏡觀察
掃描電鏡觀察校園區的大氣顆粒物呈大小不一各種形貌，大多為不規則形狀、表面凹凸不平分布不均勻的小顆粒，粒度為0.1~1.0微米；有少量呈球形其表面光滑、大小為0.1~0.5微米的顆粒；而有的呈棉絮狀、表面較粗糙、大小為0.8~4.5微米的顆粒；也有的呈長條形，大小為1.7~7.9微米的顆粒；還有的呈多邊形，大小為1.1~2.3微米的顆粒，圖中纖維狀物經X射線能譜儀分析為濾膜。而工業區大氣顆粒物也呈多樣性，大多為形狀不定、表面較粗糙、大小為1.2~3微米的顆粒；有的呈球形且表面不光滑，大小為0.5~5.9微米的顆粒；有的呈不規則形狀，表面凹凸不平，大小為1.0~2.0微米的顆粒；有的呈方形且表面光滑，大小為1.1~1.3微米的顆粒；有的呈長條形且表面光滑，大小為2.5~5.8微米的顆粒；有的呈橢球形且表面較粗糙，大小為3.5~6.2微米的顆粒；圖中纖維狀物及蜂窩狀物為濾膜。以上觀察表明這些不同形貌及大小的顆粒是各種源塵的混合體，有的僅有幾百個納米，所以利用掃描電鏡對大氣顆粒物形貌能作更深層次的觀察與分析。
國外監測的發展
世界主要已開發國家對空氣中的懸浮顆粒物的監控經歷了標準由寬到嚴、監測對象由大到小的過程。
1987年，美國環保署首次制定了PM10的限定標準。1997年，美國在《國家環境空氣品質標準》中增加了對PM2.5濃度上限的要求。2005年，根據科學研究得出的對人體健康構成危害的顆粒限制標準，世界衛生組織制定了《空氣品質準則》，對PM10和PM2.5的年平均濃度和日平均濃度設定了準則值，高於其設定的準則值，人類死亡風險就會顯著上升。世界衛生組織同時還設立了3個梯次過渡期目標值，為目前處於不同發展階段的國家和地區提供了階段性目標。世界衛生組織認為，過於嚴格的指標對於已開發國家也難以在短時間內實現，因此,設定梯次過渡目標值非常有必要，它有助於各國評估在努力減少顆粒物濃度過程中所取得的進展。通過採取連續、持久的污染控制措施，這些過渡期目標值是可以逐步實現的。
2006年，美國修訂了空氣品質標準，對PM2.5濃度提出了更為嚴格的限定標準。
歐盟監控懸浮顆粒物的時間較早，幾乎與美國同步，但出台法律相對晚一些。2005年，歐盟關於限制PM10的法令生效。2010年，歐盟對PM2.5的監控標準生效。目前，歐盟的空氣品質標準包含對PM10日均及年均濃度、PM2.5年均濃度的要求。其中，歐盟PM10日均濃度限值已達到世界衛生組織所設定的準則值標準。
從當前各國實施的具體情況來看，澳大利亞的標準最為嚴格，年均標準比世界衛生組織的準則值還低。
部分新興經濟體如印度和墨西哥也加快推出了針對PM2.5和PM10的監控標準。1994年，印度環境與林業部制定實施的空氣品質標準只包含對總懸浮顆粒物和PM10的監控要求，2009年新修訂的標準則增加了對PM2.5的限制指標。
