来源：TSI

“TSP”指“总悬浮颗粒物”（被美国政府工业卫生师协会——ACGIH重新定义为“总”尘）。声称能够测量TSP的气溶胶仪器意味着它能够测量所有悬浮在空气中的颗粒物。任何此类声明都并非如此。TSP只是一个仪器能够“看到的”测量，并不是测量空气中所有存在的颗粒物。由于捕集和测量技术固有的局限性，，即使是最好的采样仪器也仅能测量空气中一部分的颗粒物。

实际上，一台气溶胶检测仪仅能检测实际进入设备的，而且是检测器能“看到的”粒径范围内的颗粒物。这两项重要因素影响着气溶胶检测仪的量程和精度。声称能够检测TSP也只是意味着检测仪没有安装进行粒径切割的采样头。换句话说，颗粒物的采样效率是未知的。

首先，让我们来看看进样效率。大气中的颗粒物粒径范围从小于0.1微米到100微米或更大。实际进入采样口和输送到达检测器的粒径范围是多个因素的一个复杂集合，包括：粒径大小，环境空气流速和采样入口空气流速比，空气湍流，采样入口的形状，大小和方向。其中最重要的因素是粒径大小。一般来说，大颗粒由于惯性和重力沉降而采样效率较低。大于10微米，采样效率急剧下降。例如，认为一个典型的仪器采样效率是以1.7 L/min流量，通过一根12英寸长带有一个的90°弯折的水平管的采样效率（内径为0.25英寸）。

表1 带有一个90°弯折的简单系统对于不同粒径颗粒物的采样损失

表1说明不采取极端措施去不弯曲采样管路或全向采样，采集超过20微米的颗粒物几乎是不可能的。表1清楚表明不可能有测量所有空气中悬浮颗粒物的采样仪（包括100微米以上的颗粒物）。没有粒径切割器，测量范围将无法确定而且仪器之间会有很大差别。需要知道确切的粒径范围以至于仪器间的数据可以比较。例如，TSI DUSTTRAK™8520型气溶胶监测仪被设计为10微米的检测上限，可以满足卫生领域气溶胶采样要求。

第二个需要考虑的因素是检测器的灵敏度。一般的经验法则是光散射气溶胶监测仪能够有效检测超过至多1½到2个数量级的粒径范围。因此最大的可检测粒径大约是最小检测粒径的50到100倍。例如，DUSTTRAK™的粒径范围是0.1到10.0微米。

气溶胶光度计（有时称为浊度计）通过测量散射光总量来检测颗粒物。粒子的光散射强度是一个涉及到粒径大小、形状和折射率的函数。对于一定的颗粒体积（或质量），0.1到10微米粒径范围的颗粒物比更大或更小尺寸的颗粒物有更多的光散射量。图1显示了DUSTTRAK™对于不同气溶胶组分的光散射强度。响应是单位质量浓度粒径大小的函数。此外，由于材料组分变化，有一点是非常一致的：在0.1微米以下和10微米以上散射强度迅速下降。因此，像气溶胶光度计这样的光散射仪器通常限定的测量范围是0.1到10微米。

图1.作为一定质量浓度下粒径大小的函数，不同材料的相对响应（TSI   DUSTTRAK™8520型气溶胶监测仪）

图1表明对于材料组分的响应特性（折射率）。图1也显示了细粒子（小于1微米）比大于1微米的粒子单位质量散射更多的光。因此，光度计测量的一个特殊情况是烟雾、雾霾和像香烟或柴油机排放这类燃烧物气溶胶。由于图1的曲线形状，这些气溶胶单位质量散射光能够是ISO细粉尘散射光的2到5倍，ISO细粉尘被用于包括DUSTTRAK™在内的仪器校准。因此，1μg/m3细气溶胶将产生同2到5μg/m3 ISO细粉尘一样量的散射光。因此，显示浓度也将是实际浓度的2-5倍高。幸运的是，对于呼吸性粉尘颗粒，由于细颗粒存在会高估浓度，粗颗粒存在会低估浓度，共同影响往往趋于一个相当合适的偏移，这将导致对于很宽范围内的工业气溶胶会有一个平坦的光度计响应。因此，光度计非常适于测量呼吸性粉尘。

为了最精确的校准，最好采用测试环境的气溶胶来校准仪器。对于如木屑尘、二氧化硅、煤尘或香烟烟尘等特定的气溶胶，DUSTTRAK™能够现场校准。

图1也显示了大于10微米的颗粒物光散射强度几乎能降到零。使用光散射光度计去测量大于10微米的颗粒物，你需要从采样的其余部分中分离出大颗粒并采用大颗粒的校正因子。假如大颗粒保持与小颗粒混合，小颗粒的光散射信号将占主导。因此，如果气溶胶是单分散或粗颗粒，粒径分布的微小变化将引起大的测量偏差。

任何声称能够测量TSP（意味着所有空气中的颗粒物）的气溶胶光度计，至多是提供了一个误导性信息。问题如下：

· 根据颗粒物直径，仪器进样口的实际采样效率如何？

· 它确实能对空气中颗粒物100%采样么？

 · 仪器检测器的颗粒物粒径范围是什么？

· 假如空气中的颗粒物确实100%到达了检测器，仪器能“看到”他们么？

· 对于从小颗粒中物理分离出的大颗粒，有规定表明可以对每个粒径范围分别采用不同的校正因子么？

o 如果没有，那么范围在0.1-10微米的颗粒将主导检测型号。

o 没有粒径分离，不可能用光散射方法准确测量10微米以上的大颗粒质量。