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年，雾霾成为了我们关心的话题，因为这关系到我们的健康。所以我们买净化器，买口罩，就是为了呼吸干净的空气。很多人为了关心自己居家环境，所以都买了测量PM2.5的测试设备，从几百到上千元都有。那么问题来了，标准化的测试仪器是什么样的？今年我们通过复印机横评横评环保项目测试的过程，了解到了很多定量定性分析的办法，在此就和中关村在线的读者一起探讨。中关村在线原创昂贵的分析仪器凡是要对目标进行定量、定性分析的设备，一般都是实验室等机构使用，都非常昂贵。这个昂贵是普通人根本不可能去考虑的那种昂贵。并且精度越高、价格越贵这是定律。比如我们几十块钱就能买一个精度10克左右的体重秤，显示你的体重大约是80.86公斤。但是，如果你想精确测量一小粒钻石的重量，到0.克，也就是万分之一克，就要几千上万元的微量天平了。十万分之一克的微量调平就要几万元……精度向后一个小数点、仪器价格加个0算是业内常态。万分之一克的微量天平价格在千元的档次上精度达到十万分之一克的微量天平价格普遍万元以上分析有两个方向，定性与定量。定性解决是什么的问题，定量解决有多少的问题。比如PM2.5这种小颗粒，我们普通的设备只能知道有多少，但是颗粒的成份是什么？这就需要定性分析。不过在定性分析之前，定量分析其实能做到很准确也并不是一件容易的事情……所以今天我们就来揭开空气中颗粒物测量方法的秘密。标准化与重量法：做空气的定量测量，必须要设定好条件，否则空气这种受热就膨胀的气体，大家测量的标准不一样，数据也就失去了意义。我国的国标设定的标准是0摄氏度、.3kPa，如果在其它条件下测量的，就要查表进行转换。空气采样切割器，旁边的瓶子是除湿用的条件已有，那么就需要一定量的空气采样了。这个设备叫做空气采样切割器。如图所示，是一个很大的设备。这个设备用来定量的采集气体样本。看到旁边有个小瓶子吗？这个瓶子的作用是分离出空气中的水份，进而得到尽可能干燥的气体。分析用的滤膜虽是耗材，但并不便宜微量天平：空气采样、天平称重，可得滤纸上颗粒物的重量重量法，就是先用前面说过的高精度微量天平测量滤膜的重量，然后让一定体积的空气通过滤膜，得到过滤后的总重量，进而得出PM2.5、PM10含量的重量。可以看到，滤膜本身就不便宜。但要指出的是，重量法虽然测量麻烦，但是所有其它测量空气颗粒物含量办法的基础，是最准确、最科学、最直接的办法。其它的测量办法的检测检验要依照重量法来进行。重量法检测的缺点明显：手动进行操作麻烦，所以需要开发能够持续进行检测的办法。微量震荡天平法微量震荡天平（TEOM）是一个一头粗一头细的锥形玻璃管。截取的空气要求以1立方米每小时的速度从粗头进、细头出，细头装有过滤的滤芯，PM2.5就被截留在滤芯上。这个玻璃管在电场的作用下会来回摇摆振荡。颗粒物质量算法微量遮挡天平的原理图中可以看到不同用途的TEOM，分别测量PM2.5和PM10当不同质量的PM2.5颗粒被过滤后，其震荡频率也发生变化，再根据气体的体积反推PM2.5的重量值。由于可以不断的累积过滤的PM2.5的重量，所以微量震荡天平法可以实现持续的测量，只要定期更换滤纸即可。β射线法β射线有超强的穿透力。很快人们就把这种射线运用到了测量空气颗粒物上。这种方法的原理是，先让滤纸过滤PM2.5，然后让射线照射有PM2.5的滤纸与没有PM2.5滤纸，进行分别测量，这样就可以得到滤纸上有多少颗粒物。使用β射线法的检测设备看上图，可以看到这一办法可以使用大盘的连续滤纸，因此可以很长世间才更换一次耗材，能够进行持续的监测。一般来说放射源使用辐射剂量很小人畜无害的碳14.写文章的时候，北京即将迎来一次跨年的雾霾，橙色预警这些都是很昂贵、精密的仪器进行空气中颗粒物含量的测试，他们共同的特点就是体积大。而且微量震荡天平法和β射线法测量一样的空气，都与标准化的重量法有出入，震荡天平法的测量数值偏低、β射线法的数值偏高，一度造成中国的环境监测数据与美使馆的数据出入不小，现在双方都进行了修正，数据已经差不多了，平息了争议。家用设备：散射法前面的几种办法，体积大、价格贵甚至还有放射源，显然不适合家用，那么我们平时看到的几百页、几千元的手持式空气质量测量PM2.5的设备都是什么原理呢？设备原理激光PM2.5检测设备的模块解剖，其实并不算大这种原理叫做散射法。其直接结果是测量光线的折射率。在不同的PM2.5、PM10环境下，光的折射率并不相同，那么就可以通过测量折射率的值来获得颗粒物的量。因为这种办法并未做到将颗粒物过滤到滤纸上，所以精度并不算高，但优势也非常明显：测量模块淘宝批发价就几十块钱，所以可以做到整体的价格不高。PM2.5检测设备成品，淘宝很多，价格几百元由于激光的波长比较准确，因此现在都流行激光的测量模块。品牌产品由于转换数值做的更精确一下，也更贵。如果仅仅看一个大概的范围，几百元的各种产品都可以考虑。气体组分如何测量？我们知道空气中不仅仅有氮气、氧气、二氧化碳，可能还有SO2、NOx、O3等等各种其它其它成份，它们可能由于燃煤、汽车尾气等排放而来。而家里装修又可能有不少甲醛，对于健康来说，知道这些组分有多少也很重要。尤其是家里或是办公环境，还非常重视TVOC，也就是有机物总体含量。安捷伦科技的气相色谱系统仪器这种设备叫做气相色谱仪，是很昂贵的分析仪器，上图安捷伦的产品淘宝便宜的二手货都要几万块……通过比较复杂的办法（不详细展开了，可以自己去查询），得到一个个吸收峰，通过峰的高度和位置来定性判断组份，通过峰的面积来确定含有多少。可以说气相色谱仪解决了混合气体的定量、定性两个问题，因此价格也比较昂贵。色谱仪的检测结果：采样的峰表示成份、峰的面积表示含量当然气相色谱仪的体积不允许移动检测，因此对于特定的组分，会有单独的传感器或是成品检测设备，比如测量燃煤发电的SO2气体含量的仪器，由于是针对特定气体的，所以传感器和成品测量设备都价格不菲。空气检测的设备与方法基本就介绍到这里了，因此想用很低成本实现多参数的检验，普遍都不靠谱，如果严格检验，检测设备的价格又不允许，也没什么意义。所以，该怎么选室内空气检测设备，你应该已经心里有数了。

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