吸了那么多PM2.5，你知道监测仪器是如何吸PM2.5么? | 环保仪器科普贴

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近几年的中国最引人关注的环境问题之一是什么？

雾霾！

那伴之而来的热门专业词汇之一是什么？

PM2.5！

但听了那么多报道

你真的认真了解过PM2.5吗？

你知道手机软件上PM2.5数据是如何获得的吗？

你知道实验室是如何采集PM2.5的吗？

跟着小编，深入了解一下你知道但又不知道的PM2.5

PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，它对环境的影响主要表现在能见度、气候和健康三个方面。

PM2.5有多大

无论是气溶胶的溯源还是健康评价，都需要进行化学分析，那么实验室对PM2.5进行化学分析需要的样品是如何获得的？

千姿百态的PM2.5怎么才能收集好呢？

实验室通常使用PM2.5采样器来获得，我们经常会在高校的环境、气象、暖通等相关学院、环境空气质量监测站的楼顶看到这些采样器，甚至可能在医学院偶遇它。

符合美国EPA标准的大流量PM2.5采样器

接下来小编带着大家好好地剖析一下

这个庞然大物是如何“吸”入PM2.5的。

采样器介绍

PM2.5采样器简单来说由两个部分构成：切割头+采样器主机。上图中顶部的“高压锅”就是PM2.5切割头，实际上将“切割头”称为“分离器”更加合适，其主要作用是利用大颗粒物与小颗粒物的惯性或离心力不同，将空气动力学直径＞2.5μm大颗粒物截留掉，而空气动力学直径≤2.5μm小颗粒物就会随着气流经过细密多孔的滤膜而被截留。

PM10 

采样器工作原理

高压锅本锅：切割头内部——喷管及垫面

滤膜支架——颗粒在这上面被截留

切割头工作原理介绍

介绍完了采样器整体，我们来好好看看上面所说的采样器最上面的“高压锅”到底怎么运作的。

切割头根据原理不同，通常分为冲击式切割头（图A）与旋风式切割头（图B），前者利用惯性分离，后者利用离心力进行分离。

图A 冲击式切割头

图B 旋风式切割头

PM2.5的成分

颗粒物分离的理想状态是将空气动力学直径＞2.5μm大颗粒物截留掉，而≤2.5μm小颗粒物全部随着气流通过，然而实际情况并非如此。下图是常见的切割头分离效率曲线。

常见的切割头分离效率曲线

PM2.5切割头意味着空气动力学直径为2.5μm颗粒物的分离效率为50%，即有50%的2.5μm颗粒物被截留，剩下的50%的2.5μm颗粒物可以通过切割头，也可以说该切割头的D50=2.5μm。该分离效率曲线越陡峭说明切割头的分离效果越好。

虽然看不懂，也来鼓鼓掌

有何因素会影响采样的准确性呢？

采样是否准确，与切割头的分离效果有重要关系，同时还与采样流速能否准确稳定在设计流速下有关。因为切割头均是在某一流速下设计定型的，如根据EPA标准设计的大流量PM2.5切割头流速为1133LPM，小流量PM2.5切割头流速为16.67LPM，采样流速发生偏移会导致切割头D50发生偏移。

因此，采样器不仅需要空气泵来抽气，还需要流速传感器来监测、读取流速。而流速传感器的数据是否准确呢？这就需要一个流速校准传递装置，作用如其名，就是用来传递流速标准的。

这个够专业，继续看不懂！

如何保证采样流速的稳定性

实际采样过程中，随着滤膜上颗粒物逐渐增多，系统负载变大，会导致采样流速降低，这个时候就需要流速控制装置了，它能够根据流速传感器的监测结果实时调整采样流速，如增大空气泵转速，从而保持采样流速的稳定。

以下为两种流速控制组件，图C为体积流量控制器，为一个已知直径的标准孔口，基于音速小孔的原理，即空气通过控制器最细部分时的最高速度为声速，该速度不随系统的阻力变化发生太大变化，从而保证流速的稳定。图D为质量流量控制器，使用热风线仪探测流速的变化，在系统阻力变化时，采样流速也跟随发生改变，控制器通过增大电压，提高泵的功率和转速，提高采样流速，保持流速传感器测得的采样流速不变。

图C 体积流量控制器

图D 质量流量控制器

看了以上的介绍

你应该知道手机上的那些数据都是怎么来的了吧！

想要知道更多关于实验室采集PM2.5的原理及过程

可以在文章下方留言，看不懂的

小编会及时给大家答疑哦~

作者简介

张海迎

上海奕枫仪器设备有限公司

技术主管

研究生毕业，一直从事环境仪器设备技术工作，对应用与大气环境与水环境的诸多采样及实时分析仪器均有一定了解。

小编倡议

深入了解你的“敌人”，不白吸！

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