可吸入尘（飘尘，IP）的测定

可吸入尘（飘尘，IP）的测定

粒径小于10μm的颗粒物称为飘尘。测定飘尘的方法有重量法、压电晶体振荡法、β射线吸收法及光散射法等。

（一）重量法

根据采样流量不同，分为大流量采样重量法和小流量采样重量法。

大流量法使用带有10μm以上颗粒物切割器的大流量采样器采样（见本章**节）。使一定体积的大气通过采样器，先将粒径大于10μm的颗粒物分离出去，小于10μm的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。使用时，应注意定期清扫切割器内的颗粒物；采样时必须将采样头及入口各部件旋紧，以免空气从旁侧进入采样器造成测定误差。

小流量法使用小流量采样器，如我国推荐使用13L/min。使一定体积的空气通过具有分离和捕集装置的采样器，首先将粒径大于10μm的颗粒物阻留在撞击档板的入口档板内，飘尘则通过入口档板被捕集在预先恒重的玻璃纤维滤膜上，根据采样前后的滤膜重量及采样体积计算飘尘的浓度。滤膜还可供进行化学组分分析。采样器流量计一般用皂膜流量计校准，其他同大流量法。

（二）压电晶体振荡法

这种方法以石英谐振器为测定飘尘的传感器，其工作原理示于图3－50（图略）。气样经粒子切割器剔除粒径大于10μm的颗粒物，小于10μm的飘尘进入测量气室。测量气室内有高压放电针、石英谐振器及电极构成的静电采样器，气样中的飘尘因高压电晕放电作用而带上负电荷，继之在带正电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，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飘尘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_Ⅰ）降低也越多，二者具有线性关系，即

△f=K·△M

式中：K——由石英晶体特性和温度等因素决定的常数；

△M——测量石英晶体质量增值，即采集的飘尘质量（mg）。

设大气中飘尘浓度为c（mg/m³），采样流量为Q（m³/min），采样时间为t（min），则：

△M=c·Q·t

代入上式得：

因实际测量时Q、t值均已固定，故可改写为：

c=A·△f

可见，通过测量采样后两石英谐振器频率之差（△f），即可得知飘尘浓度。当用标准飘尘浓度气样校正仪器后，即可在显示屏幕上直接显示被测气样的飘尘浓度。

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测尘仪。

（三）β射线吸收法

该测量方法的原理基于：将β射线通过特定物质后，其强度衰减程度与所透过的物质质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。β射线飘尘测定仪的工作原理如图3－51（图略）所示。它是通过测定清洁滤带（未采尘）和采尘滤带（已采尘）对β射线吸收程度的差异未测定采尘量的。因采集含尘大气的体积是已知的，故可得知大气中含尘浓度。

设同强度的β射线分别穿过清洁滤带和采尘滤带后的强度为N₀（计数）和N（计数），则二者关系为：

式中：K——质量吸收系数（cm²/mg）；

△m——滤带单位面积上尘的质量（mg/cm²）。

上式经变换可写成如下形式：

设滤带采尘部分的面积为S，采气体积为V，则大气中含尘浓度（c）为：

上式说明当仪器工作条件选定后，气样含尘浓度只决定于β射线穿过清洁滤带和采尘滤带后的两次计数值。

β射线源可用¹⁴C、⁶⁰Co等；检测器采用计数管，对放射性脉冲进行计数，反映β射线的强度。

为研究飘尘的物理化学性质、形成机理及飘尘粒径对人体健康危害的关系，需要测定飘尘粒径分布。粒径分布有两种表示方法，一种是不同粒径的数目分布，另一种是不同粒径的重量浓度分布。前者用光散射式粒子计数器测定，后者用根据撞击捕集原理制成的采样器分级捕集不同粒径范围的颗粒物，再用重量法测定。这种方法设备较简单，应用比较广泛，所用采样器称多级喷射撞击式或安德森采样器（见本章**节）。