煙塵（顆粒物）檢測：核心檢測項目與技術應用

引言

一、煙塵（顆粒物）檢測的核心項目

1. 質量濃度檢測

• 定義：單位體積空氣中顆粒物的質量（μg/m³）。
• 檢測意義：直接反映污染程度，是環境空氣質量標準（如PM2.5、PM10）的核心指標。
• 標準方法：
  • 濾膜稱重法（GB/T 16157-2018）：通過濾膜采樣后稱重計算濃度。
  • β射線吸收法：利用β射線衰減原理實時監測。
  • 微量振蕩天平法：高精度測量PM2.5/PM10質量濃度。

2. 粒徑分布分析

• 檢測內容：顆粒物按空氣動力學直徑的分類（如PM1、PM2.5、PM10、TSP）。
• 意義：粒徑決定顆粒物的沉降速度和健康影響。PM2.5可深入肺部，引發呼吸系統疾病。
• 技術：
  • 激光粒度分析儀：實時測量0.1-1000μm范圍內的粒徑分布。
  • 慣性沖擊式分級采樣器：物理分離不同粒徑顆粒并稱重。

3. 化學成分分析

• 檢測項目：
  • 無機成分：重金屬（鉛、鎘、汞）、硫酸鹽、硝酸鹽等。
  • 有機成分：多環芳烴（PAHs）、揮發性有機物（VOCs）。
• 意義：溯源污染源（如燃煤釋放硫酸鹽，機動車排放碳氫化合物）。
• 方法：
  • X射線熒光光譜（XRF）：快速檢測重金屬。
  • 氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）：分析有機污染物。

4. 形態與微觀特征

• 檢測內容：顆粒的形貌（球形、不規則狀）、表面結構及團聚狀態。
• 應用：判斷污染來源（燃煤顆粒多呈不規則狀，汽車尾氣顆粒多為球形）。
• 技術：掃描電鏡（SEM）結合能譜分析（EDS）。

5. 實時在線監測

• 技術：
  • 激光散射法：適用于工業煙囪排放的連續監測。
  • 光散射法：便攜式設備用于環境空氣快速檢測。
• 優勢：數據實時傳輸至監管平臺，支持污染預警。

二、檢測方法對比與選擇依據

三、應用場景與案例分析

1. 工業污染源監控

• 案例：某燃煤電廠采用激光散射在線監測系統，實時追蹤PM2.5排放濃度，結合SCR脫硝系統將排放值穩定控制在20mg/m³以下，符合《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）。

2. 城市環境空氣質量評估

• 應用：北京市布設500余個監測站點，整合β射線法與光散射數據，實時發布PM2.5預警，指導交通限行和工廠減排。

3. 健康風險研究

• 研究實例：復旦大學通過GC-MS分析PM2.5中苯并[a]芘含量，發現其與肺癌發病率呈正相關，推動政府加嚴工業VOCs排放限值。

四、未來發展趨勢

1. 智能化監測網絡：AI算法優化數據校準，減少溫濕度干擾。
2. 多參數集成技術：單設備同步檢測質量濃度、成分及來源。
3. 納米級顆粒物檢測：針對新興污染物（如超細顆粒物PM0.1）開發高靈敏傳感器。