“看见”PM2.5的眼睛

3月3日著名前央视记者柴静发布了关于“雾霾”的纪录片《穹顶之下》。该片通过网络渠道一经发布，就引起了社会各界的高度关注，并引发了新一轮的关于PM2.5的激烈讨论。不论是对她强烈支持和赞许，还是对她的数据以及动机有所怀疑，但有一点是我们都不能否认的，那就是“雾霾”已是一个既成事实，PM2.5正在无孔不入地侵入我们的生活，威胁到我们的健康。

柴静关于“雾霾”的纪录片引人深思

看过《穹顶之下》的人基本上都被科普了一下，也就知道了PM2.5是我们肉眼无法看到的存在，那么问题来了，我们应如何感知危险呢？也许你会说，买一个柴静同款XX牌空气检测器就可以了，这个回答当然是完全正确的，但是非常遗憾，我们在这里并不是来推荐空气检测器品牌的，而是要来说一说，真正“看见”PM2.5的那一双“眼睛”

不论是柴静同款还是某某同款，简单来说，这些尘埃粒子计数器都是测试大气中及室内等浮游粒子浓度的仪器，其使用了光散射及β射线法等测量方法进行测量。图1中的尘埃粒子计数器是应用光散射的仪器。

图1  依据光散射放射尘埃粒子计数器的构造

如果光通过的地方有浮游粒子，光照到浮游粒子上就会产生散射，浮游粒子越多，散射光越强且与浮游粒子的量成比例。浮游粒子如此之小，它所散射出来的光可想而知也是比较微弱的，这个时候，就需要睁开能够“看见”它的“眼睛”了，而这只“眼睛”就能够捕捉到这些微弱的光信号的探测器了。

光电倍增管是其中一种，其具有独特的高灵敏度，在检测PM2.5的仪器中，用光电倍增管来接收该散射光，将此信号积分后变换成脉冲信号，使其输出和浓度相对应。而这种方法对浓度的变化可以立刻进行跟踪，因此适用于要进行连续且长时间变化检测的场合。不过，有时候尽管质量浓度一定，也有因粒子形状、折射率不同等引起散射光量变化，这样会一定程度上影响到测量结果的准确性。为了避免这样的情况，部分仪器则采用了β射线法，β射线在透过物质时，其被吸收的量和物质的质量是成比例的，因此，利用这一方法，可首先让浮游粒子附着在滤纸上，然后通过测量附着前后β线吸收量之差来出求质量。

而为了更方便的使用，模块化的探测器则更受推崇，图2中的探测器则是集成了闪烁体、光电倍增管、分压器、高压模块等原件的β射线计数型闪烁探测器，可直接输出具有固定幅度的脉冲TTL信号，结合配套软件，可快速进行信号的采集和处理。

图二 北京滨松产β射线闪烁探测器CH320-02、CH286-05

以上两种产品在实验室和权威的大气监测站已经大显身手，时刻提供着外部环境空气中PM2.5的含量数据。但是人们如今不仅担心室外的空气，室内的空气质量如何也是令人忧心的一件事，大家都越来越想想知道，此时此刻此地的每一口呼吸都是否是新鲜无害的。因此手持的测量仪器便成为了大众的选择。

可用于PM2.5探测的硅光电二极管滨松S1223-01

手持的测量仪器有一个突出的特点，那就是“小”，因此对内部的原件尺寸也存在着一定的要求。光电倍增管以及模块化探测器的体积普遍偏大，因此难以很好的满足手持级设备的需求。这个时候小尺寸的PIN光电二极管就成为了大家的最爱。采用PIN光电二极管作为探测器的PM2.5探测仪器一般采用激光散射法进行PM2.5的检测，在方法上也和尘埃粒子计数器相似，通过探测打在尘埃粒子上产生的散射光，来进行PM2.5的检测。每一个粒子的散射会产生一次散射光，通过PIN光电二极管测量就会产生一个脉冲信号，而散射光的光强不同又能反应该散射粒子的粒径大小，表现为每个脉冲信号的幅值不同。这样在测量出一系列的脉冲信号后，就可以通过计算机筛选直径小于等于 2.5 微米的颗粒物所产生的信号，计算PM2.5的浓度。这种方法对探测器的要求是要有较高的响应频率，同时有较小的体积。PIN二极管正好符合这样的要求，它较低的成本也满足了家用产品的价格需求，是生产供个人使用的手持式PM2.5测量计的理想选择。

“雾霾”现如今已经成为了一把利刃，刺痛着我们每一次的呼吸。我们不光要用这些探测器去“看见”PM2.5并采取防护措施，还要在意识上真正的“看见”PM2.5，并从我做起，坚持绿色出行、抵制危害大气的行为等等，以实际行动守护住我们的“呼吸”。