測量顆粒物PM2.5濃度的原理和方法有哪些？
6月2號，據(jù)生態(tài)環(huán)境部官方微博消息，生態(tài)環(huán)境部環(huán)境監(jiān)測司司長柏仇勇介紹，據(jù)報告顯示，2019年全國337個地級及以上城市環(huán)境空氣PM2.5濃度為36微克/立方米，同比持平，其中，未達標城市PM2.5年均濃度為40微克/立方米，同比下降2.4%。
PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)直徑小于或等于2.5微米的固體顆粒物和液滴統(tǒng)稱。它粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)，比大氣顆粒物它在大氣中的停留時間更長、輸送距離更遠，對人體健康和大氣環(huán)境具有更嚴重的危害。
人的肉眼是看不見PM2.5顆粒物的，要想知道它在空氣中的濃度，我們需借助傳感器來實現(xiàn)。目前，測量顆粒物PM2.5濃度的原理和方法，主要有以下幾種：
（1)紅外法和濁度法：紅外由于光線強度不夠，只能用濁度法測量。所謂濁度法，就是一邊是發(fā)射光線，另一邊接收，空氣越渾濁光線損失掉的能量就越大，由此來判定目前的空氣濁度。實際上這種方法是不能夠準確測量PM2.5的，甚至光線的發(fā)射、接收部分一旦被靜電吸附的粉塵覆蓋，就會直接導(dǎo)致測量不精準。這種方法做出來的傳感器只能定性測量，因為數(shù)值會飄，不能定量測量。更何況這種方法也區(qū)分不出顆粒物的粒徑來，所以凡是用這種傳感器的性能都不會好。
(2)重量法：是分別通過一定切割特征的采樣器，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積，計算出PM2.5和PM10的濃度。須注意的是，計量顆粒物的單位ug/m3中分母的體積應(yīng)該是標準狀況下（0℃、101.3kPa）的體積，對實測溫度、壓力下的體積均應(yīng)換算成標準狀況下的體積。
(3)微量振蕩天平法：TEOM微量振蕩天平法是在質(zhì)量傳感器內(nèi)使用一個振蕩空心錐形管，在其振蕩端安裝可更換的濾膜，振蕩頻率取決于錐形管特征和其質(zhì)量。當(dāng)采樣氣流通過濾膜，其中的顆粒物沉積在濾膜上，濾膜的質(zhì)量變化導(dǎo)致振蕩頻率的變化，通過振蕩頻率變化計算出沉積在濾膜上顆粒物的質(zhì)量，再根據(jù)流量、現(xiàn)場環(huán)境溫度和氣壓計算出該時段顆粒物標志的質(zhì)量濃度。
(4)Beta射線吸收法：Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理，由PM10采樣頭、PM2.5切割器、樣品動態(tài)加熱系統(tǒng)、采樣泵和儀器主機組成。環(huán)境空氣由采樣泵吸入采樣管，經(jīng)過濾膜后排出，顆粒物沉淀在濾膜上，當(dāng)β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時，Beta射線的能量衰減，通過對衰減量的測定便可計算出顆粒物的濃度。由于Beta射線檢測器的輸出信號能直接反應(yīng)顆粒物的質(zhì)量變化，儀器通過分析Beta射線檢測器的顆粒物質(zhì)量數(shù)值，結(jié)合相同時段內(nèi)采集的樣品體積，最終得出采樣時段的顆粒物濃度。配置有膜動態(tài)測量系統(tǒng)后，儀器能準確測量在這個過程中揮發(fā)掉的顆粒物，使最終報告數(shù)據(jù)得到有效補償，接近于直實值。
(5)激光散射測量法：激光散射技術(shù)是指用激光作光源，在入射光方向以外，借檢測散射光強度、頻移及其角度依賴等而得到粒子重量、尺寸、分布及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等信息的方法的統(tǒng)稱，有著廣闊的用途。
建大仁科泵吸式噪聲揚塵監(jiān)測站RS-ZSYC3-8S-4G就是一款采用激光散射測量法對顆粒物PM2.5、PM10和TSP等進行監(jiān)測的設(shè)備?？諝獗槐O(jiān)測站內(nèi)的動力泵由進氣口被吸進設(shè)備內(nèi)部，先由除濕設(shè)備將空氣中的水分去除，之后顆粒物隨空氣動力流至空氣質(zhì)量傳感器內(nèi)，通過仁科獨有的數(shù)據(jù)雙頻采集技術(shù)進行篩分，得出單位體積內(nèi)等效粒徑的顆粒物粒子個數(shù)，并采用科學(xué)獨特的算法，計算出單位體積內(nèi)等效粒徑的顆粒物PM2.5和PM10及TSP在空氣中的濃度，并通過GPRS/4G的通訊方式上傳至環(huán)境監(jiān)控軟件云平臺，實現(xiàn)24小時全天候在線監(jiān)測。
