M 3000粒子状物質吸湿性/揮発性分析計

背景の紹介：

大気粒子状物質は周囲環境の相対湿度が増加すると、その水分を吸収した後、粒子径がある程度増加する。粒子状物質の吸湿成長特性は大気中の粒子状物質の実際の寸法に影響するだけでなく、粒子の光学特性も変化する。

主な表現：

（1）粒子状物質の粒子径、相関数及び屈折指数などを含む粒子状物質の光学特性に影響する。屈折指数は直接放射強制と粒子状物質の大気視認性低下への影響を示す重要な指数である。

（2）クラウド結核としての粒子状物質の性質に影響を与え、研究により、エアロゾル粒子径はその核形成反応において化学成分の作用より明らかである、

（3）粒子状物質の吸湿性は粒子状物質の多相化学反応と二次エアロゾルの生成に影響し、エアロゾル濃度、粒子径分布と化学組成の変化を引き起こす、

（4）粒子状物質の吸湿性は人間の健康にも影響を与える。粒子状物質は人体内に入り、その沈降速度と位置は粒子状物質の粒子径によって決定され、吸湿性は粒子径に直接影響する。

主な機能：

M 3000型粒子状物質の吸湿性/揮発性分析器は主に粒子状物質の吸湿成長係数/揮発係数に対して測定を行い、主な機能は以下の通り：

1、測定環境中または実験室で発生した特定粒径粒子状物質の吸湿成長因子（Hygroscopicity Growth Factor、HGF）と揮発成長因子（Volatility Growth Factor、VGF）、

2、HGFとVGFの分布から粒子状物質の吸湿性/揮発性化学成分の割合、粒子の混合状態を推定する、

3、環境中の粒子状物質の（乾燥）粒径分布（Particle Number Size Distribution）を測定する。

パフォーマンス指標：

*湿度調整範囲：20%〜90%、湿度安定後偏差（RMS）：1.5%（RH＝90%）、

*加熱温度調節範囲：20℃-300℃、温度安定後偏差（RMS）：＜1.5℃、

*粒径測定範囲：10 nm-1000 nm（SMPSモード）、10−300 nm（H／V−TDMAモード）、

*相対湿度安定時間：<60 min（20〜90%）、

*温度安定時間：<600 s（室温-300℃）、;

*凝縮カウンタ測定範囲：0.01-1×105#/cm 3、

*動作温度：15-35°C、動作気圧：600-1030 hpa、

*消費電力（真空ポンプを含む）：1200 W、動作電圧：220 V AC、

*制御、数採ソフトウェア：Labview 2013作成、全自動運転、調整可能な測定パラメータは測定モード、複数の単選別粒子径、湿度サイクル、温度サイクル、粒子径範囲（SMPS）などを含む、調整可能な機器パラメータには、試料流量、DMAシース流量などが含まれる。データ自動記録;

オフラインデータ反転ソフトウェア：反転HGF-PDF、VGF-PDF液状水含量（ALWC）など。*

オプションとオプション機能：

1.温度制御管（20-300℃で調整可能）、Volatility-TDMA機能を拡張する、

2.定格システム、

3.エアロゾル粒子切断ヘッド（PM 1/PM 2.5 impactor）。

ワークフロー：

【粒径スペクトル測定（SMPS）】

環境エアロゾルは乾燥管（Nafion dryer）に入り、RH＜20%まで乾燥し、Kr 85中和器またはX−rayを経て粒子を帯電状態に既知の分布を呈し、DMA 1はユーザーが選択した粒径範囲に応じて電圧を調整して異なる粒径エアロゾルを選別し、その後CPCカウントに入る。

【吸湿成長係数測定（HTDMA）】

環境エアロゾルは拡散乾燥管に入り、RH<20%まで乾燥し、Kr 85中和器またはX-rayを経て粒子を帯電状態に既知の分布を呈し、最初のDMAはユーザーが選択した粒径（例えば：40、80、150 nm）に基づいて電圧を調整してエアロゾルを分別し、加湿管（Nafion humidifier）を通じてその粒径粒子をユーザーが設定した相対湿度に暴露し、2番目のDMAを用いて粒子を吸湿した粒径を走査し、その後CPCカウントに入る。これによりエアロゾル吸湿成長因子と混合状態を測定した。

【揮発係数測定（VTDMA）】

HTDMA測定と同様に、加湿管の代わりに温度制御可能な加熱管を使用しただけで、測定結果VGF≦1.0。異なる温度では、異なる物質が揮発し、VGFがそれに応じて変化することから、原粒子の化学組成と混合状態を推定することができる。