一、顆粒物的分類與來源

1. PM10（可吸入顆粒物）：直徑≤10 μm，可進入呼吸道。
2. PM2.5（細顆粒物）：直徑≤2.5 μm，可深入肺部并進入血液循環。
3. 超細顆粒物（PM0.1）：直徑≤0.1 μm，穿透性極強，危害最大。

• 移動源：機動車尾氣、船舶和飛機排放。
• 固定源：燃煤電廠、鋼鐵廠、化工廠的煙囪排放。
• 自然源：揚塵、火山灰等。

二、核心檢測項目

1. 顆粒物質量濃度

• 檢測意義：衡量單位體積排氣中顆粒物的總質量，是評價排放是否符合標準的核心參數。
• 檢測方法：
  • 重量法：通過濾膜采集顆粒物，稱量前后質量差計算濃度（如美國EPA Method 5）。
  • β射線吸收法：利用β射線穿透顆粒物時的衰減量反推質量濃度，適用于連續監測。

2. 粒徑分布

• 檢測意義：了解顆粒物的粒徑范圍，分析其對健康和環境的影響差異。
• 檢測方法：
  • 激光粒度分析儀：通過顆粒物對激光的散射特性分析粒徑分布。
  • 電遷移率粒徑譜儀（SMPS）：基于顆粒物在電場中的遷移速度測定超細顆粒物分布。

3. 化學成分分析

• 檢測意義：明確顆粒物的組成（如重金屬、多環芳烴、硫酸鹽等），追溯污染源并評估毒性。
• 檢測方法：
  • X射線熒光光譜（XRF）：快速測定金屬元素（如鉛、鎘、砷）。
  • 氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）：分析有機污染物（如苯并[a]芘）。

4. 顆粒物數量濃度

• 檢測意義：針對超細顆粒物（如機動車尾氣中的納米級顆粒），數量濃度比質量濃度更敏感。
• 檢測方法：
  • 凝結核粒子計數器（CPC）：通過顆粒物在過飽和蒸汽中凝結放大后計數。

5. 顆粒物形貌與表面積

• 檢測意義：不規則形狀或高比表面積的顆粒物（如碳煙）吸附毒性物質能力更強。
• 檢測方法：
  • 掃描電子顯微鏡（SEM）：觀察微觀形貌。
  • BET吸附法：測定比表面積。

6. 黑碳（BC）與有機碳（OC）含量

• 檢測意義：黑碳是柴油車尾氣的標志性成分，對氣候變暖有顯著影響；有機碳多來自燃料不完全燃燒。
• 檢測方法：
  • 熱光反射法（TOR）：通過加熱分離OC和BC并測定其含量。

三、檢測技術手段

1. 在線監測技術
   • 激光散射法：實時測定顆粒物濃度，廣泛應用于機動車尾氣檢測線。
   • 稀釋通道采樣系統：模擬大氣環境稀釋排氣，避免高溫高濕干擾。
2. 實驗室分析技術
   • 濾膜采樣+化學分析：高精度但耗時，適用于法規認證。

四、排放標準與檢測應用

• 國際標準：
  • 中國：國六標準規定汽油車PM限值為3 mg/km。
  • 歐盟：歐六標準要求柴油車PM排放≤4.5 mg/km。
  • 美國：EPA Tier 3標準限制PM排放至1 mg/km。
• 應用場景：
  • 機動車尾氣年檢與型式認證。
  • 工業煙囪排放實時監控。
  • 環境空氣質量評估與污染源解析。

五、技術挑戰與未來方向

1. 超低濃度檢測：需開發更高靈敏度的傳感器（如納米材料傳感技術）。
2. 在線監測標準化：推動稀釋采樣與激光技術的法規認可。
3. 多污染物協同監測：集成顆粒物、NOx、VOCs等參數的聯合檢測系統。