空气中可吸入颗粒物检测方法比较

空气中可吸入颗粒物检测方法比较X
范　静
(内蒙古化工职业学院,内蒙古呼和浩特　010070)
摘　要:大气颗粒物浓度是大气污染监测中的一项重要指标,大气中的颗粒物特别是PM10及其以下颗粒物浓度的监测一直是国内外专家关注的问题。

分析了常用大气颗粒物浓度的检测方法,对各类检测方法的优缺点作了对比。

关键词:大气颗粒物;浓度;检测
中图分类号:X830.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0052—01
进入20世纪70年代以来,大气中的颗粒物污染已成为全球性重大环境问题。

有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见,比如烟尘;有些则小到使用电子显微镜才可观察到。

通常把粒径在10Lm以下的颗粒物称为PM10,又称为可吸入颗粒物或飘尘。

随着科学研究的进一步深入,各国科学家逐步认识到,导致城区人群患病和死亡率增加的主要因素是总粉尘中可吸入颗粒物PM10,P M10在空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度影响都很大。

主要表现:使空气能见度降低,影响人们的正常生活。

吸入人体后沉积在呼吸道和肺部,引起呼吸道和肺部病变。

颗粒物中的部分化学物质可降低人体免疫力,并具有潜在的致癌性。

落在物体表面,弄脏或腐蚀物体,造成资源损失。

影响其它动植物的正常生长,破坏生态平衡。

PM10的污染已引起全世界的普遍关注,所以加强PM10污染监测至关重要。

1　可吸入颗粒物的检测方法比较
1.1　可吸入颗粒物的检测方法
可吸入颗粒物采样器,即PM10采样器是用于空气中PM10监测及相关课题的研究、评价室内外空气重量的必备手段。

国内外可吸入颗粒物采样器的种类较多,就起工作原理来讲主要有以下4类:重量法、B射线吸收法、微量振荡天平法和光散射法。

1.1.1　重量法
根据采样流量不同,分为大流量采样重量法和小流量采样重量法。

测量颗粒物浓度普遍采用大流量采样器。

大流量法使用带有10Lm以上颗粒物切割器(惯性切割器、重力切割器)的大流量采样器采样。

首先使一定体积的大气通过采样器,将粒径大于10L m 的颗粒物分离出去,小于10Lm的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采样体积,即可计算出飘尘的浓度。

用该法还能进行有机物、金属离子和无机盐的分析。

1.1.2　B射线吸收法
B射线吸收法基于B粒子穿透物质时强度随吸收层厚度增加而减弱的原理实现的。

原子核在发生B衰变时,放出B粒子。

B粒子实际上是一种快速带电粒子,它的穿透能力较强,当它穿过一定厚度的吸收物质时,其强度随吸收层厚度增加而逐渐减弱的现象叫做B吸收。

利用B射线吸收原理测定滤纸采样前后的质量差,并根据相应时间段的采样体积,即可得出该时间段的颗粒物浓度。

1.1.3　振荡天平法
振荡天平法是基于锥形元件振荡微量天平原理。

此锥形元件于其自然频率下振荡,振荡频率由振荡器件的物理特性、参加振荡的滤膜质量和沉积在滤膜上的颗粒物质量决定(由于振荡器件的物理特性、参加振荡的滤膜质量是固定不变的,所以振荡器件的振荡频率实际上取决于滤膜上的颗粒物质量)。

当充满微粒的空气流人空锥形管时,微粒则聚集在滤膜上,通过测定系统频率的变化,可测得对应时间内滤膜质量的差异,通过计算可得出该段时间内的颗粒质量浓度(相当于间接称重)。

1.1.4　光散射法
光散射法是基于当光照射在空气中悬浮的颗粒物上时,产生散射光。

在颗粒物性质一定的条件下,颗粒物的散射光强度与其质量浓度成正比。

通过测量散射光强度,应用质量浓度转换系数K值,求得颗粒物质量浓度。

1.2　方法比较
常用的称重法是经典的方法,但称重法测量P M10人的工作量大,滤膜采样前后需实验室烘干称重,人工换纸和取样,手工计算PM10的浓度,自动化程度低,不适合进行远距离检测,不能及时得到现场测定结果,测量结果是一段时间内的平均值,不能对沙尘暴等恶劣天气的变化进行实时反映。

其优点是成本较低。

B射线吸收原理自动监测仪适用范围较广,在24h空气质量连续自动监测中应用广泛。

在污染较重或地理位置重要的地方,B射线吸收原理自动监测仪可有效的反映出空气中PM10污染浓度的变化情况,为环保部门进行空气质量评估和政府决策提供准确、可靠的数据依据。

因此,B射线吸收原理是颗粒物检测仪器的首选方法,目前,美国赛默飞世
52内蒙古石油化工 2012年第5期　X收稿日期:2012-01-24
用变密度测井评价固井质量
X
孙　莉
(中石化东北油气分公司,吉林长春　130062)
摘　要:对固井质量进行评价的主要目的是防止层间窜槽(窜槽是指水泥没有完全充填的一种现象)。

一口井在固井后不发生窜槽的充分必要条件是水泥与套管。

水泥与地层都要胶结良好,其中任一界面胶结不好,都会引起层间窜槽。

常规“固放磁”测井只能识别水泥与套管接触面第一界面的胶结程度,而不能反映水泥与地层第二界面的胶结程度。

为解决这一矛盾,适应油气勘探开发生产的要求,声波变密度测井运用F OR WAR D 平台解释固井质量的好坏,对固井质量检查起到极其重要的作用。

关键词:变密度;胶结;窜槽 中图分类号:P 631.8+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0053—021　原理简介
声波变密度测井是对井下接收的声波全波前十几个波的幅度及到达时间进行记录,它不仅能得到反映套管和水泥胶结情况的套管波,而且能得到反映水泥环与地层胶结情况的地层波。

在声波变密度测井记录的前十几个波中,前三个波相与套管波有关,第四至第六个波与地层波有关(如图1所示),而水泥环由于衰减很大,泥浆声速很低,因此泥浆波在全波列的最后。

声波变密度测井记录全波列的波形,或将记录波的正、负半周转换成随幅度增大亮度增大的黑白点,便是声波变密度测井的一组黑白相间的条纹图形记录。

其中左边反映的是套管波,由于套管波到达接收器的时间不变,所以黑白条纹为直线,右边反映的是地层波,由于地层波因地层各异,到达接收器的时间也变化不定,所以黑白条纹摇摆不定,其变化幅度可参考该井的声波时差曲线。

由于黑白点的亮暗与声波幅度成正比。

通过黑白条纹的亮暗(或深浅)就可以知道套管波、地层波的幅度,而这两个幅度分别反映了第一、二界面的胶结情况,这就是声波变密度测井评价固井质量的依据。

尔、API 、Dasibi 、法国ESA 等都采用本方法,我国也把该方法列为空气中颗粒物检测的标准方法。

振荡天平原理的优点是实时性好,准确度高,检出限低。

缺点是测量系统在50℃恒温下工作,须将滤膜及样气加热以去除水分,同时会使半挥发性污染物挥发,从而测出的数据偏低,此外,在湿度较大的雨天容易出负值。

针对测量数值偏低问题,振荡天平方法的分析仪必须增加F DMS (即膜动态测量系统,用于增加收集挥发性颗粒物)。

美国EP A 认证的、基于该方法的测尘仪均要求有F DMS 功能。

光散射法测定公共场所空气中可吸入颗粒物浓度,具有快速、灵敏、稳定性好、体积小、重量轻、无噪音、操作简便、安全可靠等优点。

P-5L 型光散射测尘仪、LD -1型激光粉尘仪分别以可见光、激光为光源,体积小,重量轻,操作简便,噪音低,稳定性好,可现场直读测定结果,适于我国公共场所卫生监测中使用。

但光散射测尘仪测定的结果是每立方米粒子数(C P M ),与我国现行卫生标准规定的质量浓度(mg/m 3)不相适应,因此在公共场所应用中,须首先求出CPM 与mg /m 3的转换系数K 。

目前仅有武汉、成都、北京地区对P -5L 型光散射测尘仪转换系数K 1值进行了测定,LD -1型激光粉尘仪转换系数K2值至今尚未见报道。

采样光散射法测定公共场所空气中可吸入颗粒物浓度的关键是确定质量浓度
转换系数K 值。

2　结语
上述颗粒物的各种测量方法,根据的是颗粒物的不同性质与质量的直接或间接的关系。

在某一方面有一定的长处,同时会带来某方面的缺点,在选择测定方法时一定要注意扬长避短。

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　2012年第5期 内蒙古石油化工
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收稿日期5
作者简介孙莉(6),女,本科,助理工程师,年毕业于吉林大学石油工程专业,从事石油测井工作。

:2012-01-1:199-2007。