气溶胶采样技术简介_一_石志侠.pdf

气溶胶采样技术简介(一)

石志侠苏万新

摘要

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、、、、
本文对气溶胶的定义来源性质以及气溶胶采样的目的基本问题设计一个采样装置的原
则等做了简单概括,扼要地回顾了气溶胶总浓度采样的目的、方法和局限性,重点介绍了可吸入灰尘

、
取样概念的起源和发展状况,气溶胶在呼吸器管的沉积滞留以及实验沉积的模型,对目前一些粒
度分级器的工作原理、性能特点做了简单评述,对两级可吸入灰尘采样器的原理和刻度方法、以及

。
对它的局限性和争论做了介绍最后在附录甲还介绍对数正态分布在粒度谱分析中的应用并对各种
粒径的定义、滑脱校正、形状因子等基本概念作了说明。

引言

、、
为了描述悬浮着的粒子体系,人们创造了许多名词,尘烟雾和霆。尘通常是指碎

。
裂过程产生的固体粒子,烟是由气相生成的较小粒子而雾和霆是由液体微粒组成由粒
子混合物组成的许多真实颗粒体系十分复杂,对其难以准确定义,因此,我们使用一般

。
术语一一气溶胶,来描述悬浮在空气或其它气体中的所有小粒子体系

,
气溶胶可以通过气体转变为颗粒物质而产生,还可以由碎裂液体或固体以及重新悬

。
浮粉末物料或粉碎凝团而形成气相生成的气溶一般比碎裂过程生成的气溶胶颗粒要小

。
的多,其直径通常小于1微米

。
气溶胶有放射性气溶胶与非放射性气溶胶之分放射性气溶胶又可分为天然钓和人

。、。、
工的氨氢子体为天然放射性气溶胶放射性矿物的开采粉碎和冶炼;放射性粉末

、、
物质的分装转运,铀杯等放射性物质分离的过程及金属加工放射性废物的处理及核
爆炸等都是人工放射性气溶胶的来源。

。
气溶胶可以对人造成吸入危害,同时也可以影响大气的能见度和气候粒子的大

、。
小浓度和化学成分是确定上述影响的最重要的因素本文仅对气溶胶如何影响人们

。
的健康以及决定其危害程度的粒子大小和浓度问题做了一些介绍

。。
研究气溶胶所涉及的粒径为10“”一10”微米与下限的物理性质有很大差别引
。
起气溶胶消失的主要原因是重力沉降和扩散,对于液态气溶胶,蒸发是主要原因气溶

。
胶的荷电性和凝聚状态也是气溶胶重要的物理特性荷电气溶胶大乡滞留在鼻腔内而较

。。
少沉积在肺中人们通常用空气动力学直径来描述气溶胶粒子的空气动力学特性空气
动力学直径的大小决定了气溶胶在大气中的运动规律和进入人体的行为。

。
气溶胶监测包括采样技术测量方法和对测量结果的评价现只对采样技术发展概况

做一些介绍。
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气溶胶采样的目的和基本问题〔‘〕

气溶胶采样的过程就是对空气的浓缩过程,其目的不外是确定气溶胶源的特性和
气溶胶产生的类型;帮助设计控制系统,如气体净化设备;证明对保健与安全规则是否

。
一致;监测环境的污染程度对于放射性气溶胶,采样目的有以下几个方面:确定人体
对气载放射性物质的吸入量;测量气载放射性物质浓度的长期变化;当发生事故和其它
原因引起气载放射性浓度突然增高时,尽快报警;在新工号运行初期,确定工号设计和

。
操作程序是否能保证安全工作
空气采样的基本问题:

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1通风状况与浓度气溶胶浓度随空间和时间而变化,有时在一分钟内变化一个量

。
级。浓度与释放源和当地的通风状况有关因此,浓度分布和通风状况仅对当地是有意

。
义的,拴个地方未必适用通风状况可以帮助解释样品的结果和采样器位置的正确放
置,采样器的放置应考虑可能存在的气载放射源及通风状况,并应估计到可能的变化,

。
尤其是在大体积采样时,应避免采到自身排出的空气采样头应不易受到污染,但对报

。
警采样器来说,应放到有最大可能发生事故的地方

。、
2呼吸问题吸入气溶胶的浓度是由场所固定采样器“呼吸带”固定采样器或

。。
个人空气采样器来估计的由于浓度的局部变化,使上述方法存在较大的差异有人指

。
出,个人采样器与固定采样器所测得的浓度比为1一50,这与工作性质有关因而,固

。
定采样器可能低估吸入危害但即使是个人采样,单次结果也可能高估或低估呼吸问
题。

、。
3吸入呼吸的个体,本质上是一个某种流量的空气采样器吸入空气的体积,

。_
随个体和工作性质不同表现出相当大的差异

、
二设计一个采样装置的原则叻

有时,利用光学方法测量原始气流中的气溶胶而不需取出样品;然而,在绝大多数

。
情况下,需要从管道流入仪器的流动气体中采样为了保证取得具有代表性的样品,必
须精心地设计采样气流入口,应尽可能减小对不同粒度的粒子之间收集效率的差别;必须
尽可能减小或计入采样管道内壁上的沉积和再悬浮;还必须采取措施,以防止凝结和其它

、。
的气体一一粒子转变过程;在采集热的含水量高的烟道样品时,这个问题尤为突出

。
若气流秘进入采样头的速度不同,则对不同粒子收集效率不同在分析对着流动方

。
向的采样头的性能时,假定气体主