一、总悬浮颗粒物的测定

测定总悬浮颗粒物(TSP)，国内外广泛采用滤膜捕集-重量法。原理为用采样动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计算TSP。滤膜经处理后，可进行化学组分分析。

根据采样流量不同，采样分为大流量、中流量和小流量采样法。大流量采样法使用大流量采样器连续采样24 h，按照下式计算TSP:

式中：m—阻留在滤膜上的总悬浮颗粒物的质量，mg;

q_v,s—标准状况下的采样流量，m³/min;

t—采样时间，min。

采样器在使用期内，每月应将标准孔口流量校准器串接在采样器前，在模拟采样状态下，进行不同采样流量值的校验(图3-33)。依据标准孔口流量校准器的标准流量曲线值标定采样器的流量曲线，以便由采样器压力计的压差值(液位差，以cm为单位)直接得知采气流量。有的采样器设有流量记录器，可自动记录采气流量。

图3-33采样器不同采样流量值的校验

1.标准孔口流量校准器压力计和采样器压力计；2.标准孔口流量校准器；3.气阻板；4.采样器

中流量采样法使用中流量采样器，所用滤膜直径比大流量采样器小，采样和测定方法同大流量采样法。

二、可吸入颗粒物的测定

可吸入颗粒物(PM₁₀)主要是指透过入的咽喉进入肺部的气管、支气管和肺泡的那部分颗粒物，具有d₅₀(质量中值直径)=10 um和上截止点30 um的粒径范围，常用PM₁₀符号表示。PM₁₀对人体健康影响大，是室内外环境空气质量的重要监测指标。

测定PM₁₀的方法是：首先用切割粒径d=(10±1)um、s_g(几何标准偏差)＝(1.5±0.1)的切割器将大颗粒物分离，然后用重量法或β射线吸收法、压电晶体差频法、光散射法测定。

(一)重量法

根据采样流量不同，采样分为大流量采样一重量法、中流量采样一重量法和小流量采样-重量法。

大流量采样-重量法使用安装有大粒子切割器的大流量采样器采样，将PM₁₀收集在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采气体积，即可计算出PM₁₀的质量浓度。采样时，必须将采样头及入口各部件旋紧，防止空气从旁侧进入采样器而导致测定误差；采样后的滤膜需置于干燥器中平衡24 h，再称量至恒重。

中流量采样-重量法使用装有大粒子切割器的中流量采样器采样，测定方法同大流量采样-重量法。

小流量采样-重量法使用小流量采样，如我国推荐的13 L/min采样；采样器流量计-般用皂膜流量计校准；其他同大流量采样-重量法。

(二)压电晶体差频法

这种方法以石英谐振器为测定PM₁₀的传感器，其工作原理示于图3-34。气样经大粒子切割器剔除大颗粒物，PN₁₀进入测量气室。测量气室是由高压放电针、石英谐振器及电极构成的静电采样器，气样中的PM₁₀因高压电晕放电作用而带上负电荷，随后在带正电荷的石英谐振器电极表面放电并沉积，除尘后的气样流经参比室内的参比石英谐振器排出。因参比石英谐振器没有集尘作用，当没有气样进入仪器时，两谐振器固有振荡频率相同(f_Ⅰ=f_Ⅱ)，其差值△f = f_Ⅰ-f_Ⅱ=0，无信号送入电子处理系统，显示器数显屏幕上显示零。当有气样进入仪器时，则测量石英谐振器因集尘而质量增加，使其振荡频率(f_Ⅰ)降低，两振荡器频率之差(△f)经信号处理系统转换成PM₁₀质量浓度，并在数显屏幕上显示。测量石英谐振器集尘越多，振荡频率(f_Ⅱ)降低也越多，二者之间有线性关系，即

△f=K·△m (3-26)

式中：K—由石英晶体特性和温度等因素决定的常数；

△m—测量石英谐振器的质量增值，即采集的PM₁₀质量，mg。

图3-34石英晶体PM₁₀测定仪工作原理

1.大粒子切割器；2.高压放电针；3.测量石英谐振器；4.参比石英谐振器；5.流量计；6.抽气泵；7.浓度计算器；8.显示器

设空气中PM₁₀质量浓度为p (mg/m³)，采气流量为q_v(m³/min)，采样时间为t(min)，则：

△m＝P·q_v·t (3-27)

代入上式得：

因实际测量时q_v、t均已固定，并以A表示常数项故可改写为：

P=A·△f (3-29)

可见，通过测量采样后两石英谐振器频率之差(△f)，即可得知PM₁₀质量浓度。当用标准PM₁₀气样校正仪器后，即可在数显屏幕上直接显示被测气样的PM₁₀质量浓度。

为保证测量准确度，应定期清洗石英谐振器，已有采用程序控制自动清洗的连续自动石英晶体PM₁₀测定仪。

(三)光散射法

该方法测定原理基于：悬浮颗粒物对光的散射作用，其散射光强度与颗粒物浓度成正比。图3-35为一种光散射法PM₁₀监测仪的工作原理。由抽气风机以一定流量将空气经入口大粒子切割器抽入暗室，空气中PM₁₀在暗室中检测器的灵敏区(图中斜线部分)与由光源经透镜射出的平行光作用，产生散射光，被与入射光成直角方向的光电转换器接收，经积分、放大后，转换成每分钟脉冲数，再用标准方法校正成质量浓度显示和记录。

图3-35光散射法PM₁₀监测仪的工作原理

1．光源；2．透镜；3．光电转换器；4．积分电路；5.计数显示器；6．抽气风机；7.切换控制板；8．标准散射板