大氣相對(duì)濕度與PM10濃度的研究分析

摘 要：隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，我國(guó)城市大氣污染惡化，顆粒物仍是影響城市空氣質(zhì)量的首要污染物。大氣顆粒物對(duì)全球氣候、城市能見(jiàn)度及人體健康都有非常重要的影響，尤其對(duì)人體健康的危害更大。越來(lái)越多的流行病學(xué)研究結(jié)果表明，顆粒物短期和長(zhǎng)期暴露濃度與呼吸系統(tǒng)疾病、心血管病的發(fā)病率及死亡率有很強(qiáng)的相關(guān)性。本文針對(duì)相對(duì)濕度為研究對(duì)象，開(kāi)展PM10與相對(duì)濕度的關(guān)系分析，了解不同相對(duì)濕度條件下PM10質(zhì)量濃度變化情況，研究城市大氣顆粒物污染來(lái)源及其影響因素對(duì)制定合理有效的污染控制策略有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：大氣相對(duì)濕度;大氣顆粒;PM10濃度;分析;研究

1 PM10的概念

PM10是空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10微米的顆粒物，也稱(chēng)可吸入顆粒物或飄塵，PM2.5就是其中的一種。PM10長(zhǎng)期累積會(huì)引起呼吸系統(tǒng)疾病，如氣促、咳嗽、誘發(fā)哮喘、慢性支氣管炎、慢性肺炎等。能在大氣中長(zhǎng)期漂浮的懸浮物質(zhì)稱(chēng)為飄塵。其粒徑主要是<10微米的微粒。飄塵粒徑小，能被人直接吸入呼吸道造成危害;在大氣中長(zhǎng)期漂浮，易將污染物帶離很遠(yuǎn)，導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大，還可為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)床，飄塵是環(huán)境科學(xué)工作者重點(diǎn)研究對(duì)象之一。國(guó)家環(huán)?？偩?996年頒布《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）》將飄塵改稱(chēng)可吸入顆粒物，作為正式大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。PM10在環(huán)境空氣中持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)人體健康和大氣能見(jiàn)度影響都很大。一部分顆粒物來(lái)自污染源直接排放，比如未鋪瀝青、水泥路面上行使的機(jī)動(dòng)車(chē)、材料的破碎碾磨處理及被風(fēng)揚(yáng)起的塵土等。另一些由環(huán)境空氣中硫氧化物、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物及其他化合物互相作用形成的細(xì)小顆粒物，其化學(xué)和物理組成依地點(diǎn)、氣候、一年中季節(jié)不同變化很大。

2 儀器與方法原理

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

TY3827溫濕度計(jì)主要用于測(cè)量空氣溫度、濕度、露點(diǎn)溫度、濕球溫度等。生產(chǎn)商為北京云華科儀科技有限公司，銷(xiāo)售商是鹽城天悅儀器儀表有限公司。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：響應(yīng)時(shí)間：10s（90%RH/25℃）;露點(diǎn)溫度：（-30～100℃/1-22℉）;濕球溫度：（0～80℃/32℉～176℉）;分辨率：0.01%RH，0.01℃/0.01℉;最大值、最小值測(cè)量及數(shù)據(jù)保持功能;尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：58×35×175mm;重量：約143g。

TY-PM10激光可吸入粉塵連續(xù)測(cè)試儀能夠?qū)崟r(shí)快速測(cè)量空氣中可吸入顆粒物濃度的新一代智能化測(cè)量?jī)x器，為光散射法便攜式直讀測(cè)量?jī)x器。具有測(cè)試速度快、靈明度高、穩(wěn)定性好、重量輕、噪聲低、操作簡(jiǎn)單、交直流兩用等優(yōu)點(diǎn)。特別適于無(wú)外電源的場(chǎng)合測(cè)量。該測(cè)試儀生產(chǎn)和銷(xiāo)售商均為鹽城天悅儀器儀表有限公司，相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：可吸入顆粒物測(cè)量范圍：0.001-10mg/m3;檢測(cè)靈敏度：0.001mg/m3;采樣時(shí)間：2分，5分;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量：分0-9區(qū)，共10區(qū)500組數(shù)據(jù);配接打印機(jī)：微型打印機(jī);工作電源：無(wú)外電源場(chǎng)合用內(nèi)置電池;有外電源場(chǎng)合用適配器接220V交流電源。在內(nèi)置電池充足電時(shí)，可連續(xù)測(cè)量4h;體積：主機(jī)230mm×120mm×42mm;重量：550g。

2.2 TY-PM10激光可吸入粉塵連續(xù)測(cè)試儀原理

本儀器根據(jù)我國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“公共場(chǎng)所空氣中可吸入顆粒物（PM10）測(cè)定方法光散射法”（WS/T206-2001）設(shè)計(jì)，是由組裝一起的感應(yīng)器和數(shù)據(jù)處理器組成。感應(yīng)器是儀器數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵部件，原理是將激光束經(jīng)過(guò)一組非球面鏡變成一束功率密度均勻分布的細(xì)測(cè)量光束，在光束軌跡側(cè)前方為一前焦點(diǎn)落在光束軌跡上，后焦點(diǎn)落在一光電轉(zhuǎn)換器上的散射光收集透鏡組，當(dāng)一流動(dòng)的取樣空氣通過(guò)激光束與散射光收集鏡組的前焦點(diǎn)交匯處時(shí)，空氣中塵埃粒子發(fā)出與其物理尺寸相對(duì)應(yīng)的散射光經(jīng)過(guò)光學(xué)透鏡收集，在后焦點(diǎn)處由光電轉(zhuǎn)換器件接受并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)。感應(yīng)器的采樣氣體進(jìn)口設(shè)在儀器的頂端位置。采集空氣動(dòng)力源是一無(wú)刷直流風(fēng)機(jī)。數(shù)據(jù)處理器則將感應(yīng)器所收集電信號(hào)經(jīng)切割器將>10μm以上粒子分離掉后，由微處理器進(jìn)行濕度、質(zhì)量濃度等換算，結(jié)果由LED顯示器顯示、儲(chǔ)存或打印。

2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

本文所用數(shù)據(jù)為2014年在某檢測(cè)科技公司監(jiān)測(cè)的PM10日平均質(zhì)量濃度（取3個(gè)不同時(shí)間段PM10值然后取平均值）;同時(shí)記錄當(dāng)天天氣的相對(duì)濕度（實(shí)驗(yàn)是以30個(gè)晴天（相對(duì)濕度較低）日平均PM10數(shù)據(jù)和30個(gè)雨天（相對(duì)濕度較高）日平均PM10數(shù)據(jù)作比較。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：晴天的平均PM10=2.814/30=0.094mg/m3;

雨天平均PM10=1.183/30=0.039mg/m3。比較表1中晴天（相對(duì)濕度較低）和雨天（相對(duì)濕度較高）PM10值及兩種天氣平均PM10值，發(fā)現(xiàn)在相對(duì)濕度較高的雨天PM10值，明顯比相對(duì)濕度較低晴天PM10值要低。

綜上所述，在相對(duì)濕度變大的時(shí)候，PM10值會(huì)變小，原因有可能是PM10在較高相對(duì)濕度時(shí)容易吸濕沉降，也有可能在降雨天氣，雨水沖刷過(guò)程使PM10明顯下降。同時(shí)在表1數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)數(shù)據(jù)呈反結(jié)論出現(xiàn)，這種現(xiàn)象不排除人為影響，我認(rèn)為可能是PM10同時(shí)受其他天氣因素（如風(fēng)速、溫度、氣壓等）較大影響，有待再做實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)。

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作者簡(jiǎn)介：

孫浩益（1985- ），男，寧波慈溪人，本科，生物工程專(zhuān)業(yè)，化學(xué)分析工程師，從事第三方檢測(cè)，負(fù)責(zé)公司環(huán)境（廢氣、廢水）、公共場(chǎng)所、職業(yè)衛(wèi)生等現(xiàn)場(chǎng)采樣檢測(cè)及評(píng)價(jià)報(bào)告工作，包括現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、職業(yè)病危害因素識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)采樣檢測(cè)、編制評(píng)價(jià)報(bào)告、參與公司質(zhì)量體系工作、指導(dǎo)和培訓(xùn)，完善職業(yè)健康及安全生產(chǎn)相關(guān)工作。