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1、二、应用题：二、应用题： 空气中颗粒度测量装置研制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：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；）突出实验的物理原理；（2）体现作品的创新思想；）体现作品的创新思想；（3）进行不确定度分析；）进行不确定度分析；（4）操作简易、可用于实验教学；）操作简易、可用于实验教学；（5）性价比高。）性价比高。主要评判依据：（主要评判依据：（1）物理原理；（）物理原理；（2）创新）创新思想；（思想；（3）测量准确性和灵敏度；（）测量准确性和灵敏度；（4）
2、装置）装置性价比。性价比。大气中颗粒物质的测定项目有：大气中颗粒物质的测定项目有： 总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物粒物(飘尘飘尘)浓度及粒度分布的测定、浓度及粒度分布的测定、自然降尘量的测定、颗粒物中化学组自然降尘量的测定、颗粒物中化学组分的测定。分的测定。 空气中污染物浓度的表达方法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。物质在空气中的浓度。质量浓度质量浓度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来表示空气中污染物的浓
3、度在我国，采集可吸入颗粒物的方在我国，采集可吸入颗粒物的方法，常用的有：法，常用的有： 撞击式、向心式、撞击式、向心式、压电晶体差频法和显微镜镜析法。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。这些方法操作简单、结果准确。仪器携带方便，适用于室内外环仪器携带方便，适用于室内外环境空气颗粒物的采集。境空气颗粒物的采集。撞击式称重法撞击式称重法 原理原理 利用可吸入颗粒物采样器，以13Lmin的流量分别将粒径=10m的颗粒采集在冲击板的滤纸上，粒径=10m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10m颗粒物的量，即得出可吸入颗粒的浓度。检测下限为
4、0.05mg仪器仪器 可吸入颗粒物采样器，天平，皂膜流可吸入颗粒物采样器，天平，皂膜流量计，秒表，玻璃纤维滤纸：直径量计，秒表，玻璃纤维滤纸：直径50 mm；外周直径外周直径53m m，内周直径，内周直径40mm。干燥器，。干燥器，摄子。摄子。 将校准过流量的采样器入口取下，旋开将校准过流量的采样器入口取下，旋开采样头，将已恒重过的直径采样头，将已恒重过的直径50mm的滤纸按的滤纸按放于冲击环下，同时于冲击环上放置环形滤放于冲击环下，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，于室内有代表性的位置，
5、打开开关旋钮计时，将流量调至将流量调至13Lmin，采样，采样24h，记录室内，记录室内温度、压力及采样时间，注意随时调节流量，温度、压力及采样时间，注意随时调节流量，使保持使保持13Lmin。 取下采完样的滤纸，带回实验室，在取下采完样的滤纸，带回实验室，在与采样前相同的环境下放置与采样前相同的环境下放置24h，称量至恒，称量至恒重重(mg)，以此重量减去空白滤纸重得出可吸，以此重量减去空白滤纸重得出可吸入颗粒的重量入颗粒的重量(mg)。将滤纸保存好，以备成。将滤纸保存好，以备成分分析用。分分析用。计算计算c一可吸入颗粒物的浓度一可吸入颗粒物的浓度(mgm3)W颗粒物的重量颗粒物的重量(mg
6、)V0换算成标准状况下的体积换算成标准状况下的体积(m3) 采样体积采样体积V流量流量(13Lmin)时间时间t旋风式采样重量法旋风式采样重量法 原理原理应用效率应用效率50%截止点为截止点为10m的旋风的旋风式分级个体采样器，按规定流量采样，空气中式分级个体采样器，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，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，计算可吸入颗粒物料质量之差和采样体积，计算可吸入颗粒物(PM10)的质量浓度。的质量浓度。 仪器仪器(1)旋风式个体可吸入颗粒采样器
7、旋风式个体可吸入颗粒采样器 旋风切割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在规定流量下，对空气中悬浮颗粒物的捕集效率率50%的截止粒径的截止粒径(101)m捕集。捕集。(2)恒流量校准器恒流量校准器 用以校准和检查采样器恒流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。力的气体压力表以及流量指示表等组成。 (3)皂膜流量计皂膜流量计 2.53.0L，体积刻度需校准。，体积刻度需校准。(4)分析天平分析天平 感量感量0.01mg。(5)秒表。秒表。采样采样(1)首先将滤料放在干燥器中平衡首
8、先将滤料放在干燥器中平衡24h，然，然后称量至恒量。记录滤料的称量结果后称量至恒量。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，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，按采样器说明书操作，在规定的流量下，采气采气24h。记录采样时的气温和大气压力。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，放入滤料盒样品滤料，颗粒面向里对折，放入滤料盒中。中。分析步骤分析步骤分析时，将采过样的滤料，置于干燥器中平衡分析时，将采过样的滤料，置于干燥器中平衡24h。然后，称
9、量至质量恒定。记录样品滤料的称量结然后，称量至质量恒定。记录样品滤料的称量结果果(W2)。称量后样品滤料放入铝箔袋中，低温保存，。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。以备颗粒物成分分析。(六六)计算计算式中式中cPM10浓度，浓度，mg/m3；W2采样后滤料质量，采样后滤料质量，g；W1采样前滤料质量，采样前滤料质量，g；V0换算成标准状况下的采样体积，换算成标准状况下的采样体积，L。 原理原理 用静电采样器将颗粒物采集在石英谐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。根据频物质量
10、，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。率变化，可求出空气中颗粒物浓度。 压电晶体差频法压电晶体差频法 原理原理 空气样品被连续吸入遮光的检测器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，此数值与颗一定量时，即产生脉冲数，此数值与颗粒物的浓度成正比。粒物的浓度成正比。光散射法光散射法 原理原理 粒子是一种放射线粒子是一种放射线(即电子流即电子流)，通过，通过一种介质而被吸收，当能量恒定时，这一一种介质而被吸收，当能量恒定时，这一吸收量与物质的质量成正比。吸收量与物质的质量成正比。射线吸收法射线吸收法
