4.3 粉尘浓度测定

4.3 粉尘浓度测定

法计重法和计数法2种，分别用质量浓度(mg／m3)和数量浓度(粒／m3)表示。

标准方法是：重量法的测定结果对现场浓度具有代表性。是一种基本的方法。操作复杂，速度慢。

压电晶体差频法测尘仪、β射线吸收法测尘仪，光散射测尘仪。以及以微计算机为基础的粉尘浓度测定仪都能白动测定出粉尘的质量浓度．操作简便、快速，但设备昂贵。

1. 空气中可吸入粉尘采集

由于小粒径粉尘对人体的危害更大，测定PM10更能反映作业环境对人体的危害。

为了实现大小颗粒的分级测定，在采样器中装有分离大颗粒装置，切割器或分尘器。

滤器的滤膜捕集，将粗、细颗粒物分开。

工作原理：气流从小孔高速喷出时，因所携带的颗粒物大小不同，惯性也不同，颗粒质量越大，惯性越大。不同粒径的颗粒各有一定的运动轨线，其中，质量较大的颗粒运动轨线接近中心轴线，最后进入锥形收集器被底部的滤膜收集；小颗粒物惯性小，离中心轴线较远，偏离锥形收集器入口，随气流进入下一级。第二级的喷嘴直径和锥形收集器的入口孔径变小，二者之间距离缩短，使小一些的颗粒物被收集。第三级的喷嘴直径和锥形收集器的入口孔径又比第二级小，其间距离更短，所收集的颗粒更细。如此经过多级分离，剩下的极细颗粒到达最底部，被夹持的滤膜收集。

（3）撞击式采样器

工作原理：含颗粒物气体以一定速度由喷嘴喷出后，颗粒获得一定的动能并且有一定的惯性。在同一喷射速度下，粒径越大，惯性越大，因此，气流从第一级喷嘴喷出后，惯性大的大颗粒难于改变运动方向，与第一块捕集板碰撞被沉积下来，而惯性较小的颗粒则随气流绕过第一块捕集板进入第二级喷嘴。因第二级喷嘴较第一级小，故喷出颗粒动能增加，速度增大，其中惯性较大的颗粒与第二块捕集板碰撞而被沉积，而惯性较小的颗粒继续向下级运动。如此一级一级地进行下去，则气流中的颗粒由大到小地被分开，沉积在不同的捕集板上。最末级捕集板用玻璃纤维滤膜代替，捕集更小的颗粒。这种采样器可以设计为3—6级，也有8级的，称为多级撞击式采样器。

单喷嘴多级撞击式采样器采样面积有限，不宜长时间连续采

样，否则会因捕集板上堆积颗粒过多而造成损失。多级多喷嘴撞击式采样器捕集面积大，应用较普遍的一种称为安德森采样器，由八级组成，每级200—400个喷嘴，最后一级也是用纤维滤膜代替捕集板捕集小颗粒物。

2. 滤膜重量测定法

一般将空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物称为可吸入颗粒物，简称PM10。监测方法采用重量法GB6921—1986。

(1)测定原理

气体首先进入采样器附带的10μm以上颗粒物切割器，将采样气体中粒径大于10μm以上的微粒分离出去。小于这一粒径的微粒随气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算可吸入颗粒物的浓度(mg／m3)。

空气中粉尘的浓度C(mg／m3)。

(2)主要仪器

大气采样器、切割器、流量计、超细玻璃纤维滤膜、分析天平、恒温恒湿箱等。

(3)测定步骤(4) 采样(5) 采样时间(6) 注意事项

3. 压电晶体差频法

4. β射线吸收法

α粒子是一种氦原子核，

β射线是电子，

γ射线是高能量质子。

α射线：是放射性物质所放出的α粒子流。它可由多种放射性物质（如镭）发射出来。α粒子的动能可达几兆电子伏特。从α粒子在电场和磁场中偏转的方向，可知它们带有正电荷。由于α粒子的质量比电子大得多，通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量，所以它能穿透物质的本领比β射线弱得多，容易被薄层物质所阻挡。

β射线：也称“乙种射线”。它是由放射性原子核所发出的电子流。实质上它是高速运动的电子流。电子的动能可达几兆电子伏特以上，由于电子质量小，速度大，通过物质时不易使其中原子电离，所以它的

能量损失较慢，穿透物质的本领比α粒子强。

γ射线：γ射线与X射线、光、无线电波一样，为一种电磁辐射，是原子核内所发出的电磁波。原子核从能量较高的状态过渡到能量较低的状态时所放出的能量常以γ射线形式出现。γ射线也称为“丙种射线”。带电粒子的轫致辐射，基本粒子转化过程中发生的湮没，以及原子核的衰变过程中都产生γ射线。它的穿透本领极强。

X射线：X射线的特征是波长非常短, 频率很高。因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的。能量和穿透本领都较大叫做硬X射线,波长长的X射线则叫做软X射线。X 射线已经在晶体结构研究、金属探勘，医学和透视等方面，得到了广泛的应用。

射线的防护：

α粒子、β射线、γ射线以及中子，是核物理实验中经常要遇到的.它们对人的身体是有害的，因此在使用、接触这些射线时必须加以屏蔽和防护。由于各种射线的性质不同，采用的防护手段和材料各有不同。

α粒子较大，又带有两个电子电量的电荷，因此，它的穿透本领较弱。甚至一张纸就能把它挡住，但它的电离本领较大。不要使α粒子进入体内。因为人的皮肤可使α粒子进入不了体内。但如果实验完不洗手就吃东西，使很多α粒子进入体内，它会使食道内壁电离而受到严重的损防。因此，使用α放射源，要防止通过口或伤口处进入体内，不造成伤害。

γ射线和中子的穿透本领强。对β射线的防护要注意它的次级效应。特别是与重粒子相互作用，轫致辐射相当厉害。例如，在接触β射线时，为保护眼睛，应该用普通的玻璃眼镜，不能用铅玻璃或较重物质的眼镜。因为较重的物质与β射线作用，在镜片上产生非常强的轫致辐射，虽然β粒子被防护了，但其次级的射线，将会伤害眼睛。

γ射线主要是防护外照射。一般采用较重的物质，如铅等来防护。一般CO60γ辐射源，都放置在铅罐中。

工作原理：

5. 光散射法

原理：基于粉尘颗粒对光的散射原理。

光散射法侧尘仪将空气样品连续吸入暗室．透过暗室的平行光束照射生气样品的颗粒物时发生散射，产生散射光；颗粒物性质一定时，散射光强度与颗粒物的质量浓度成正比。散射光经光电传感器进行光电转换形成电流．放大后再转换成电脉冲数(CPM)，利用CPM测定空气中颗粒物的浓度。

K值的测定方法

1. 当被测颗粒物质量浓度相同，而粒径、颜色不同时，颗粒物

对光的散射程度也不相同．仪器测定的结果也就不同。

2. 在某特定的采样环境，必须先用重量法与光散射法所用的仪

器平行对照测定，计算出K值，相当于用重量法校正。再用

该K值和仪器实测的R值计算出样品的质量浓度。

3. 光散射法仪器出厂时，仪器检查表上往往已经记载有一个具

体的K值(例如K＝0.01)，这个K值是仪器厂方用标准粒子

校正后的K值，这一值只表明同一型号的仪器K值相同，仪

器的灵敏度一致，不是实际测定样品时可用的K值。