大氣顆粒物( PM) 是指分散在空氣中的空氣動力學當量直徑( dp ) 為 0. 001 ～ 100 μm 的固體或液體微粒［1-2］。大氣顆粒物通過呼吸進入到人體，對人體造成嚴重的影響和危害［2-4］。特別是dp≤2. 5 μm 的細顆粒物( PM2. 5 ) 可沉積于小氣道與肺泡中，直接或間接地危害人體健康根據研究目的不同，顆粒物的采集手段可以簡［5］。因此，大氣顆粒物已成為環境監測的重點指標之一。單分為 2 種: 一種是用于實時監測的采樣手段，另一種則是屬于非實時監測的采樣手段。大氣顆粒物的實時監測可及時地提供顆粒物濃度、粒徑以及某些化學成分的信息［6］。但這些儀器價格昂貴，而且很難提供顆粒物的全面理化性質信息。大氣顆粒物的非實時性碰撞、截留、重力沉降、靜電吸引、熱力或擴散等原理將顆粒物從環境空氣中分離出來，并收集在濾監測的采樣手段一般是通過膜上［7-8］。這些方法簡單易行、技術靈活、設備經濟，且所采得的樣品可用多種手段進行化學成分的慣分布綜合分析。因此，膜采樣法具有不可替代性。以美國為首的發達國家，相繼開發出了一些大氣顆粒物非實時監測采樣技術設備，并集的分析技術。目前國內相對缺少中低流量顆粒物采樣器，特別是雙通道或多通道采樣器。雙通道或多通道采樣器不僅可以分別控制每個通道的采樣流量，收集用于不同分析目的的采樣量，而且每個成了一些相關通道可選用不同采樣膜，用于不同組的采樣誤差，方便數據的相關分析。因此，研制體積較小、機動性強、穩定性好的大氣顆粒物雙通道分的分析。同時，雙通道或多通道采樣器十分必要。盡管國內已經有一些課題組或企業研制了采樣器［9-12］，但仍不能完全滿或多通道采樣器足現階段監測和科研需求。因此，中國科學院大學聯合有關單位自主開發了雙通道大氣顆粒物采樣會減少因不同儀器造大氣顆粒物采樣器的原理如圖 1 所示。在真空泵的作用下，環境空氣經由粒徑切割器進入采成器，可實現大氣總懸浮顆粒物( TSP) 、可吸樣器，后被分成 2 個通道，再經過濾膜、流量傳感器、比例閥，最后由泵排出。粒徑切割器是根據重力沉降、離心分離或沖擊分離等原理分選粒徑的裝置，即較大粒徑的顆粒物被切割器分離去除，而所需粒徑的顆粒物可透過切割器被濾膜收集得到大氣顆粒物樣品。選用不同的粒徑切割器( 美國環保局認證的標準粒徑切割器) ，可分別收，即入顆粒集大氣性，通常為了保證采如圖 2 所示，控制單元的設計主要包括控制系統( 單片機) 、人機交互系統( 鍵盤和顯示屏) 、流量控制單元和各種傳感器。控制系統為自行設計開發的單片機，可以實現傳感器數據采集、采樣器運行參數設定、流量控制以及數據等功能。不僅如此，控制系統還通過控制繼電器，可定時或手動開關真空泵，達到智能采樣。流量控制單元由流量控制板、比例閥和流量傳感器組成，用以設定和精確控制采樣流量。讀寫和存儲集樣品具有代表性，采樣時間 TSP、PM2.5粒計、加工的，不同的粒徑切割器都有相對應的額定采樣流量( 一般都為體積流量) ，因而其分離性能徑切割器一般都是根據空氣動力學原理設為保證采樣過程中流量的穩定，該采樣器由控制系統和流量控制單元來精確控制每個通道的體積流量，具體實現方法: 控制系統對每個通道的體積流量值進行預設，并把預設信號指令傳送給流量控制板，流量控制板同時收到流量傳感器傳回的每個通道的實測體積流量信號，當信號不一致時，流量控制板會進行自動調節比例閥的大小，直到流量傳感器實測體積流量值與預設流量值相當。在實際采樣中，隨著采樣時間的推進，每個通道都會因采樣膜的阻力增大而導致體積流量減小，而流量傳感器、比例閥和流量控制板組成的閉合回路系統，可實時校正因采樣膜阻力改變所引觀測結果的比對，其中 02-A 是自制采樣器編號為02 的 A 通道樣品測量結果( A 通道流量設定值為28 L /min) ，03-A 和 03-B 分別是自制采樣器編號為 03 的 A、B 通道樣品測量結果( A、B 通道流量設定值均為 21 L /min) 。在同一采樣點對 2 臺自制采集器進行了平行對比實驗。圖 3 是采用 2 臺自制采樣器( A 和 B)觀測 PM2. 5的結果。由圖 3 可知 2 臺自制采樣器測定大氣 PM2. 5 質量濃度( μg /m3 ) 的函數關系式為 y = 1. 069 3x( r = 0. 999 2) ，結果表明 2 臺自制采樣器具有很高的一致性和穩定性。觀測結果的比對，其中 02-A 是自制采樣器編號為02 的 A 通道樣品測量結果( A 通道流量設定值為28 L /min) ，03-A 和 03-B 分別是自制采樣器編號為 03 的 A、B 通道樣品測量結果( A、B 通道流量設定值均為 21 L /min) 。在 2011 年深圳世界大學生運動會( 簡稱大運會) 期間( 8 月 12—23 日) 和大運會后( 8 月 24 日至 9 月 4 日) 利用自制的采樣器進行了為期 24 d野外觀測。共 2 個采樣點，一個位于南山區北京大學深圳研究生院( 環境能源樓 4 樓頂，簡稱北大) ，另一個位于龍崗區大運會田徑場館東約 500 m 的 31 層樓頂( 簡稱龍崗) 。2 個采樣點相距約45 km，每個采樣點安置自制采樣器 2 臺，得到了3 組 PM2. 5質量濃度的數據( 均選用 UＲG 公司生產的 PM2. 5切割頭，進樣口額定體積流量值為 42 L /min) 。樣品的采集濾膜使用 Waterman 公司生產的直徑為 47 mm 的聚四氟乙烯濾膜，樣品采集前后放置在溫度( 20 ± 1) ℃ 和相對濕度 40% ± 5% 的恒溫恒濕間 24 h，然后使用天平( 10 － 5 g) 精確稱量，依次稱量 3 次，取平均值，得到膜在采樣前后的質量，從而獲得大氣 PM2. 5 樣品的采集質量。大運會期間和大運會后 PM2. 5 的質量濃度( n = 3) 見圖 5。