应用题-空气中颗粒度检测题目解析

二、应用题：空气中颗粒度测量装置研制针对大气污染监测，研制大气中颗粒度测量装置，可分析颗粒度的分布和浓度。要求：（1）突出实验的物理原理；（2）体现作品的创新思想；（3）进行不确定度分析；（4）操作简易、可用于实验教学；（5）性价比高。主要评判依据：（1）物理原理；（2）创新思想；（3）测量准确性和灵敏度；（4）装置性价比。大气中颗粒物质的测定项目有：总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物(飘尘)浓度及粒度分布的测定、自然降尘量的测定、颗粒物中化学组分的测定。空气中污染物浓度的表达方法单位体积空气中污染物质的含量，称为该物质在空气中的浓度。质量浓度P：质量浓度是以单位体积内所含污染物的质量来表示空气中污染物的浓度在我国，采集可吸入颗粒物的方法，常用的有：撞击式、向心式、压电晶体差频法和显微镜镜析法。这些方法操作简单、结果准确。仪器携带方便，适用于室内外环境空气颗粒物的采集。撞击式称重法原理利用可吸入颗粒物采样器，以13L／min的流量分别将粒径＞=10μm的颗粒采集在冲击板的滤纸上，粒径＜=10μm的颗粒采集在预先恒重的玻璃纤维滤纸上，取下再称量其重量，以采样标淮体积除以粒径10μm颗粒物的量，即得出可吸入颗粒的浓度。检测下限为0.05mg·仪器可吸入颗粒物采样器，天平，皂膜流量计，秒表，玻璃纤维滤纸：直径50mm；外周直径53mm，内周直径40mm。干燥器，摄子。将校准过流量的采样器入口取下，旋开采样头，将已恒重过的直径50mm的滤纸按放于冲击环下，同时于冲击环上放置环形滤纸，再将采样头旋紧，装上采样头入口，放于室内有代表性的位置，打开开关旋钮计时，将流量调至13L／min，采样24h，记录室内温度、压力及采样时间，注意随时调节流量，使保持13L／min。取下采完样的滤纸，带回实验室，在与采样前相同的环境下放置24h，称量至恒重(mg)，以此重量减去空白滤纸重得出可吸入颗粒的重量(mg)。将滤纸保存好，以备成分分析用。计算0VWcc一可吸入颗粒物的浓度(mg／m3)W——颗粒物的重量(mg)V0——换算成标准状况下的体积(m3)采样体积V＝流量(13L／min)×时间t旋风式采样－重量法原理应用效率50%截止点为10μm的旋风式分级个体采样器，按规定流量采样，空气中悬浮颗粒物依照空气动力学特性分级，PM10被收集在预先称量的滤料上。根据采样前后滤料质量之差和采样体积，计算可吸入颗粒物(PM10)的质量浓度。仪器(1)旋风式个体可吸入颗粒采样器旋风切割器在规定流量下，对空气中悬浮颗粒物的捕集效率50%的截止粒径(10±1)μm捕集。(2)恒流量校准器用以校准和检查采样器恒流量及稳定性。由皂膜流量计和测定模拟采样阻力的气体压力表以及流量指示表等组成。(3)皂膜流量计2.5～3.0L，体积刻度需校准。(4)分析天平感量0.01mg。(5)秒表。采样(1)首先将滤料放在干燥器中平衡24h，然后称量至恒量。记录滤料的称量结果(W1)。(2)将已称量的滤料平放在采样夹上，夹紧，按采样器说明书操作，在规定的流量下，采气24h。记录采样时的气温和大气压力。(3)采样后，打开采样夹，小心用镊子取出样品滤料，颗粒面向里对折，放入滤料盒中。分析步骤分析时，将采过样的滤料，置于干燥器中平衡24h。然后，称量至质量恒定。记录样品滤料的称量结果(W2)。称量后样品滤料放入铝箔袋中，低温保存，以备颗粒物成分分析。(六)计算式中c——PM10浓度，mg/m3；W2——采样后滤料质量，g；W1——采样前滤料质量，g；V0——换算成标准状况下的采样体积，L。原理用静电采样器将颗粒物采集在石英谐振器的电极表面上，因电极上增加了颗粒物质量，使其振荡频率发生变化。根据频率变化，可求出空气中颗粒物浓度。压电晶体差频法原理空气样品被连续吸入遮光的检测器内，悬浮颗粒物在其内遇一定光束产生散射光，这种光被接受通过光电倍增管放大变为电流，当电流与时间之积达到一定量时，即产生脉冲数，此数值与颗粒物的浓度成正比。光散射法原理β粒子是一种放射线(即电子流)，通过一种介质而被吸收，当能量恒定时，这一吸收量与物质的质量成正比。β射线吸收法