欢迎访问彩票开奖结果【真.6】!
服务项目
专注于彩票开奖查询
您的当前位置:主页 > 服务项目 >

让人揪心的环境:空气质量如何测量?

发布时间:2020-10-31 04:29  

  【中关村在线年,雾霾成为了我们关心的话题,因为这关系到我们的健康。所以我们买净化器,买口罩,就是为了呼吸干净的空气。很多人为了关心自己居家环境,所以都买了测量PM2.5的测试设备,从几百到上千元都有。那么问题来了,标准化的测试仪器是什么样的?今年我们通过复印机横评环保项目测试的过程,了解到了很多定量定性分析的办法,在此就和中关村在线的读者一起探讨。

  凡是要对目标进行定量、定性分析的设备,一般都是实验室等机构使用,都非常昂贵。这个昂贵是普通人根本不可能去考虑的那种昂贵。并且精度越高、价格越贵这是定律。比如我们几十块钱就能买一个精度10克左右的体重秤,显示你的体重大约是80.86公斤。但是,如果你想精确测量一小粒钻石的重量,到0.0001克,也就是万分之一克,就要几千上万元的微量天平了。十万分之一克的微量调平就要几万元……精度向后一个小数点、仪器价格加个0算是业内常态。

  分析有两个方向,定性与定量。定性解决是什么的问题,定量解决有多少的问题。比如PM2.5这种小颗粒,我们普通的设备只能知道有多少,但是颗粒的成份是什么?这就需要定性分析。不过在定性分析之前,定量分析其实能做到很准确也并不是一件容易的事情……

  做空气的定量测量,必须要设定好条件,否则空气这种受热就膨胀的气体,大家测量的标准不一样,数据也就失去了意义。我国的国标设定的标准是0摄氏度、101.3kPa,如果在其它条件下测量的,就要查表进行转换。

  条件已有,那么就需要一定量的空气采样了。这个设备叫做空气采样切割器。如图所示,是一个很大的设备。这个设备用来定量的采集气体样本。看到旁边有个小瓶子吗?这个瓶子的作用是分离出空气中的水份,进而得到尽可能干燥的气体。

  重量法,就是先用前面说过的高精度微量天平测量滤膜的重量,然后让一定体积的空气通过滤膜,得到过滤后的总重量,进而得出PM2.5、PM10含量的重量。可以看到,滤膜本身就不便宜。但要指出的是,重量法虽然测量麻烦,但是所有其它测量空气颗粒物含量办法的基础,是最准确、最科学、最直接的办法。其它的测量办法的检测检验要依照重量法来进行。

  重量法检测的缺点明显:手动进行操作麻烦,所以需要开发能够持续进行检测的办法。

  微量震荡天平(TEOM)是一个一头粗一头细的锥形玻璃管。截取的空气要求以1立方米每小时的速度从粗头进、细头出,细头装有过滤的滤芯,PM2.5就被截留在滤芯上。这个玻璃管在电场的作用下会来回摇摆振荡。

  当不同质量的PM2.5颗粒被过滤后,其震荡频率也发生变化,再根据气体的体积反推PM2.5的重量值。由于可以不断的累积过滤的PM2.5的重量,所以微量震荡天平法可以实现持续的测量,只要定期更换滤纸即可。

  β射线有超强的穿透力。很快人们就把这种射线运用到了测量空气颗粒物上。这种方法的原理是,先让滤纸过滤PM2.5,然后让射线滤纸,进行分别测量,这样就可以得到滤纸上有多少颗粒物。

  看上图,可以看到这一办法可以使用大盘的连续滤纸,因此可以很长时间才更换一次耗材,能够进行持续的监测。一般来说放射源使用辐射剂量很小人畜无害的碳14.

  这些都是很昂贵、精密的仪器进行空气中颗粒物含量的测试,他们共同的特点就是体积大。而且微量震荡天平法和β射线法测量一样的空气,都与标准化的重量法有出入,震荡天平法的测量数值偏低、β射线法的数值偏高,一度造成中国的环境监测数据与美使馆的数据出入不小,现在双方都进行了修正,数据已经差不多了,平息了争议。

  前面的几种办法,体积大、价格贵甚至还有放射源,显然不适合家用,那么我们平时看到的几百页、几千元的手持式空气质量测量PM2.5的设备都是什么原理呢?

  这种原理叫做散射法。其直接结果是测量光线的折射率。在不同的PM2.5、PM10环境下,光的折射率并不相同,那么就可以通过测量折射率的值来获得颗粒物的量。因为这种办法并未做到将颗粒物过滤到滤纸上,所以精度并不算高,但优势也非常明显:测量模块淘宝批发价就几十块钱,彩票开奖查询,所以可以做到整体的价格不高。

  由于激光的波长比较准确,因此现在都流行激光的测量模块。品牌产品由于转换数值做的更精确一下,也更贵。如果仅仅看一个大概的范围,几百元的各种产品都可以考虑。

  我们知道空气中不仅仅有氮气、氧气、二氧化碳,可能还有SO2、NOx、O3等等各种其它其它成份,它们可能由于燃煤、汽车尾气等排放而来。而家里装修又可能有不少甲醛,对于健康来说,知道这些组分有多少也很重要。尤其是家里或是办公环境,还非常重视TVOC,也就是有机物总体含量。

  这种设备叫做气相色谱仪,是很昂贵的分析仪器,上图安捷伦的产品淘宝便宜的二手货都要几万块……通过比较复杂的办法(不详细展开了,可以自己去查询),得到一个个吸收峰,通过峰的高度和位置来定性判断组份,通过峰的面积来确定含有多少。可以说气相色谱仪解决了混合气体的定量、定性两个问题,因此价格也比较昂贵。

  当然气相色谱仪的体积不允许移动检测,因此对于特定的组分,会有单独的传感器或是成品检测设备,比如测量燃煤发电的SO2气体含量的仪器,由于是针对特定气体的,所以传感器和成品测量设备都价格不菲。

  空气检测的设备与方法基本就介绍到这里了,因此想用很低成本实现多参数的检验,普遍都不靠谱,如果严格检验,检测设备的价格又不允许,也没什么意义。所以,该怎么选室内空气检测设备,你应该已经心里有数了。