ISO 10473-2000 Ambient air - Measurement of the mass of particulate matter on a filter medium - Beta-ray absorption method《环境空气 滤膜介质上颗粒物质量测量 β射线吸收法》.pdf

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1、Numro de rfrence ISO 10473:2000(F) ISO 2000 NORME INTERNATIONALE ISO 10473 Premire dition 2000-04-15 Air ambiant Mesurage de la masse des matires particulaires sur un milieu filtrant Mthode par absorption de rayons bta Ambient air Measurement of the mass of particulate matter on a filter medium Beta

2、-ray absorption methodISO 10473:2000(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bn

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7、 postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 734 10 79 E-mail copyrightiso.ch Web www.iso.ch I mpri menSuis se ii ISO 2000 Tous droits rservsISO 10473:2000(F) ISO 2000 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-proposiv 1 Domaine dapplication.1 2 Terme et dfinition.1 3 Principe.

8、1 3.1 Description .1 3.2 Limites 2 4 Appareillage .3 4.1 Appareillage chantillonnage et analyse squentiels ou simultans.3 4.2 Appareillage chantillonnage et analyse dissocis7 5 talonnage de la jauge bta .7 5.1 Mise zro et variabilit du zro7 5.2 talonnage9 6 Mode opratoire.9 6.1 Dure de lchantillonna

9、ge .9 6.2 Appareillage automatique chantillonnage et analyse squentiels ou simultans 9 6.3 Appareillage automatique chantillonnage et analyse dissocis .11 7 Expression des rsultats 11 8 Rapport dessai 11 Bibliographie .12ISO 10473:2000(F) iv ISO 2000 Tous droits rservs Avant-propos LISO (Organisatio

10、n internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit techniq

11、ue cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes inter

12、nationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 3. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits

13、membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments de la prsente Norme internationale peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de le

14、ur existence. La Norme internationale ISO 10473 a t labore par le comit technique ISO/TC 146, Q u a l i t d el a i r , sous-comit SC 3, Atmosphres ambiantes.NORME INTERNATIONALE ISO 10473:2000(F) ISO 2000 Tous droits rservs 1 Air ambiant Mesurage de la masse des matires particulaires sur un milieu f

15、iltrant Mthode par absorption de rayons bta 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dcrit une mthode de mesurage de la masse des matires particulaires en suspension dans lair ambiant, base sur labsorption des rayons bta par les matires particulaires. Cette mthode sapplique la dtermina

16、tion de concentrations comprises entre quelques microgrammes par mtre cube et quelques milligrammes par mtre cube dans latmosphre des zones urbaines, rurales ou industrielles. Le seuil infrieur de dtection de la mthode est de lordre de 15 g/cm 2 3 0 g / c m 2 de masse dpose sur la surface, S, du fil

17、tre. Cela signifie que, pour une dure dchantillonnage t de 3 h et un dbit q de 1 m 3 /h, la limite de dtection est comprise entre 5 g/m 3 et 10 g/m 3 , calcule comme suit: Concentration (g/cm 2 ) S q t (cm ) (m h) (h) 2 3 / 1 Les techniques dchantillonnage ne sont pas comprises dans le domaine dappl

18、ication de la prsente Norme internationale. NOTE La concentration des matires particulaires se calcule en divisant la masse dpose sur une bande-filtre ou sur un filtre individuel par le volume connu dair prlev. Toutefois, la concentration dpend de la technique dchantillonnage employe, par exemple de

19、 la conception de la tte de prlvement. Normalement, pour lchantillonnage des particules de lair ambiant, les particules de grandes dimensions sont limines au travers dun orifice permettant une slection par taille (par exemple filtration par impacteur en cascade ou cyclone). La limite de taille des p

20、articules est dfinie par les caractristiques de la tte de prlvement. 2 Terme et dfinition Pour les besoins de la prsente Norme internationale, le terme et la dfinition suivants sappliquent. 2.1 rayon bta rayonnement mis par les lectrons au cours de la transformation nuclaire dlments radioactifs NOTE

21、 La prsente Norme internationale peut faire appel lutilisation dlments tels que le 147 Pm, le 14 Coule 85 Kr. 3P r i n c i p e 3.1 Description Un volume connu dair ambiant est aspir au travers dun filtre sur lequel sont recueillies les matires particulaires. La masse totale de la matire particulaire

22、 est dtermine par mesurage de labsorption des rayons bta. Ce mesurage suit la loi dabsorption empirique suivante: N = N o e km (1)ISO 10473:2000(F) 2 ISO 2000 Tous droits rservs o N o est le nombre dlectrons incidents par unit de temps (coups par seconde); N est le nombre dlectrons transmis par unit

23、 de temps (coups par seconde) aprs passage au travers du filtre; k est le coefficient dabsorption massique (cm 2 /mg); m est la masse surfacique (mg/cm 2 ) de la matire rencontre par le rayonnement bta. Dans la pratique il nest pas ncessaire de dterminer N o , et la masse surfacique des matires part

24、iculaires recueillies est dtermine de la faon suivante. a) Premire tape: un mesurage est effectu sur filtre vierge: N 1 = N o e km o (2) o N 1 est le nombre dlectrons transmis par unit de temps (coups par seconde) aprs passage au travers du filtre vierge; m o est la masse surfacique (mg/cm 2 ) du fi

25、ltre vierge. b) Deuxime tape: un mesurage est effectu sur le mme filtre charg de matires particulaires: N 2 = N o e k (m o +m ) (3) o N 2 est le nombre dlectrons transmis par unit de temps (coups par seconde) aprs passage au travers du filtre charg de matires particulaires; m est la masse surfacique

26、 (mg/cm 2 ) de matires particulaires recueillies sur le filtre. En combinant les quations (2) et (3), on obtient: N 1 = N 2 e k m (4) o m = 1 1 2 k N N ln F H G I K J (5) Cette mthode de mesurage prsente les caractristiques suivantes: la loi exponentielle empirique quation (1) est valable dans la pl

27、age de fonctionnement pratique. Il existe cependant une limite suprieure qui est directement proportionnelle lnergie maximale du spectre dmission de la source bta utilise. 3.2 Limites La loi dabsorption (1) peut lgrement dpendre de la densit et de la taille pour les particules de grandes dimensions

28、(diamtre suprieur 20 m). Pour rduire au maximum lincidence des particules de grandes dimensions, celles-ci sont habituellement limines par filtration sur un impacteur en cascade dans la tte de prlvement.ISO 10473:2000(F) ISO 2000 Tous droits rservs 3 Des erreurs dans la dtermination de la masse peuv

29、ent tre dues des irrgularits dans la distribution spatiale du flux dlectrons bta et des dpts htrognes de matires particulaires en raison dune dtrioration du systme de prlvement. Les changements de pression atmosphrique et de temprature entranent un changement de densit de la colonne dair entre la so

30、urce et le dtecteur. Cela peut avoir une incidence sur la dtermination de la masse des matires particulaires dposes sur le filtre. Il est possible de rduire au maximum lerreur en veillant avoir le dlai le plus court possible entre les mesurages de N 1 et N 2 , et de la corriger en mesurant la pressi

31、on atmosphrique et la temprature ou en utilisant un systme double dtection; dans ce cas, le rsultat du second mesurage (N 2 ) doit tre enregistr en continu au fur et mesure du cumul de la masse dans le temps. La composition lmentaire et chimique des matires particulaires atmosphriques a une incidenc

32、e faible sur la valeur du coefficient dabsorption massique, k. Lincidence de la radioactivit prsente dans la matire particulaire est ngligeable pour les radiolments de vie longue. Cependant, la rponse des jauges bta peut tre affecte mme dans les zones exposes de faibles concentrations de radon et se

33、s substances de filiation. Lerreur dpend du type dappareillage utilis. 4 Appareillage Il convient dinstaller les appareils dans une enceinte dont lhumidit et la temprature sont contrles. Lappareillage peut tre soit automatique chantillonnage et analyse squentiels ou simultans, constitu dun ensemble

34、unique, soit automatique chantillonnage et analyse dissocis, constitu de deux sous-ensembles, lun pour lchantillonnage des matires particulaires, lautre pour le mesurage. La Figure 1 montre des schmas de quatre types dappareillage permettant lchantillonnage et lanalyse squentiels ou simultans, utili

35、sant une ou deux jauges bta: appareillage automatique dchantillonnage et danalyse simultans avec 1 jauge bta voir Figure 1 a); appareillage automatique dchantillonnage et danalyse squentiels avec 2 jauges bta voir Figure 1 b); appareillage automatique dchantillonnage et danalyse squentiels avec 1 ja

36、uge bta voir Figure 1 c); appareillage automatique dchantillonnage et danalyse squentiels avec 1 jauge bta sur filtres spars voir Figure 1 d). Quel que soit le mode retenu, lappareillage comprend les principaux lments suivants. 4.1 Appareillage chantillonnage et analyse squentiels ou simultans 4.1.1

37、 Tte de prlvement, gnralement en acier inoxydable, pour le prlvement de matires particulaires contenues dans lair ambiant. Ses caractristiques ainsi que le dbit daspiration conditionnent lefficacit du prlvement. Il convient que la tte de prlvement soit constitue dun matriau rsistant la corrosion atm

38、osphrique. 4.1.2 Tube dadduction dchantillon, de prfrence droit et perpendiculaire au filtre, en acier inoxydable, destin vhiculer jusquau filtre les matires particulaires prleves. Il est essentiel que ce tube soit conu de manire viter des pertes de matires particulaires avant que lchantillon nattei

39、gne le filtre. De plus, le tube doit tre lgrement chauff (40 C 50 C) afin dviter toute condensation sur le filtre. La section intrieure du tube et sa sortie doivent tre gales la surface utile du filtre.ISO 10473:2000(F) 4 ISO 2000 Tous droits rservs Lgende 1 Tte de prlvement 4 Bloc rcepteur de la ja

40、uge bta 2 Tube dadduction dchantillon 5 Filtre 3 Bloc metteur de la jauge bta 6 Pompe NOTE Pralablement lchantillonnage, il convient de procder un mesurage sur filtre vierge, pompe arrte, afin de dterminer la valeur de blanc. Pendant lchantillonnage, labsorption bta est enregistre simultanment. la f

41、in de lchantillonnage, une nouvelle zone vierge du filtre vient se mettre en place. Afin de minimiser les incidences dcrites en 3.2, un systme double dtection peut tre utilis. a) Appareillage dchantillonnage et danalyse simultans avec 1 jauge bta Lgende 1 Tte de prlvement 4 Bloc rcepteur de la jauge

42、 bta 2 Tube dadduction dchantillon 5 Filtre 3 Bloc metteur de la jauge bta 6 Pompe NOTE Le filtre vierge est mesur dans le premier ensemble jauge bta. Une fois le blanc dtermin, le filtre passe dans la zone de prlvement. la fin de lchantillonnage, le filtre quitte la zone de prlvement et est mesur d

43、ans le deuxime ensemble jauge bta. Dans ce cas, la cassette du filtre se dplace dans un seul et mme sens. b) Appareillage dchantillonnage et danalyse squentiels avec 2 jauges btaISO 10473:2000(F) ISO 2000 Tous droits rservs 5 Lgende 1 Tte de prlvement 4 Bloc rcepteur de la jauge bta 2 Tube dadductio

44、n dchantillon 5 Filtre 3 Bloc metteur de la jauge bta 6 Pompe NOTE La valeur de blanc du filtre vierge est mesure sur la jauge bta. Le filtre est ensuite plac dans la zone de prlvement et, une fois le prlvement termin, il est mesur nouveau sur la jauge bta. Dans ce cas, la cassette du filtre se dpla

45、ce dans les deux sens. c) Appareillage dchantillonnage et danalyse squentiels avec 1 jauge bta Lgende 1 Tte de prlvement 4 Bloc rcepteur de la jauge bta 7 Palier dchantillonnage 2 Tube dadduction dchantillon 5 Filtres vierges 8 Filtres chargs 3 Bloc metteur de la jauge bta 6 Pompe NOTE Lappareillage

46、 ne comporte pas de cassette. Les filtres sont maintenus sur des porte-filtres destins au transport et au stockage. Les porte-filtres font un mouvement de va-et-vient entre la jauge bta et la zone de prlvement afin de fournir plusieurs mesures sur le mme filtre. Les filtres peuvent tre retirs afin d

47、analyser les composants. Les filtres vierges et les filtres utiliss sont empils sur des supports. d) Appareillage dchantillonnage et danalyse squentiels avec 1 jauge bta sur filtres spars Figure 1 Appareillages types pour chantillonnage et analyse squentiels ou simultansISO 10473:2000(F) 6 ISO 2000 Tous droits rservs 4.1.3 Dispositif dtanchit, assurant ltanchit entre lextrmit i