Mätning av partikelkoncentrationer med hjälp av filter
Det finns flera metoder för att mäta halter av partiklar i omgivningsluften. Referensmetoden bygger på att samla in partiklar på ett filter. En noggrant uppmätt luftström får passera ett lika noggrant specificerat filter under en viss provtagningsperiod. Medelhalten av partiklar under perioden ges sedan av vikten av partiklarna som fastnat på filtret dividerat med totala volymen som passerat.
HUR FUNGERAR BETAABSORPTIONSTEKNIKEN?
När betastrålar (elektroner) passerar materia sker alltid en viss absorption, ju mer materia desto mer absorption. Detta följer samma Beer-Lamberts absorptionslag som den optiska absorptionen som DOAS-principen bygger på. Ett sätt att bestämma vikten av partiklarna på ett filter är därför att låta betastrålning passera filtret. Mängden betastrålning mäts med en Geigermätare.
Filtret självt kommer att bidra till den uppmätta absorptionen. Innan filtret exponeras för luftströmmen görs därför en så kallad blankmätning av absorptionen i det rena filtret. Efter exponeringen görs en ny mätning där den tillkommande absorptionen kommer från partiklarna som ansamlats på filtret. Ju mer tillkommande absorption desto tjockare lager av partiklar finns på filtret.
Med hjälp av en kalibreringsfunktion som även inkluderar storleken på den exponerade filterytan kan totala vikten av partiklar på filtret beräknas. Därefter bestäms halten genom division med totala luftvolymen som passerat filtret.
PRAKTISKT UTFÖRANDE
Kombinationen av en betakälla och en Geigermätare kan alltså användas för att väga partiklarna på ett filter. För att genomföra automatiserade mätningar under en längre tid där flera filter används behövs också mekaniska lösningar för att föra filtermaterial in i och ut ur luftströmmen. Detta kan t.ex. vara en karuselliknande konstruktion som upprepat hämtar ett rent filter från ett magasin, placerar det i luftströmmen, och efter exponeringen lämnar av filtret i ett annat magasin. Däremellan sker även absorptionsmätningar.
En möjlig felkälla är att både filtret och partiklarna inte bara absorberar betastrålning utan även kan avge en viss strålning. Detta kan dock hanteras genom att mäta upp sådan strålning före och efter exponering med den primära betakällan blockerad, så kallad naturlig mätning.
Vanligen mäts partikelkoncentrationer i fraktioner, t.ex. PM2,5 för partiklar med genomsnittlig diameter upp till 2,5 µm. Vid filterbaserade mätningar sker urvalet av partiklar i ett standardiserat insugshuvud som endast låter den eftersökta partikelfraktionen passera för uppsamling på filtret.
Bloggar om Partikelmätning
Läs våra blogginlägg om partikelmätning och luftkvalitetsmätning.
Finding Air Pollution Solutions by Tracking Particulates and Gases
Vad är skillnaden mellan en PM2,5-monitor och en PM10-monitor?
