PM2.5標準樣品的是一種細顆粒物（直徑小于等于2.5微米的顆粒物）材料，經認證可用于水溶性離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-和SO4 2-) 根據 CEN/TR 16269:2011 或 EN 16913:2017 提取。還報告了 NH4+ 質量分數的指示值（根據 CEN/TR 16269:2011 或 EN 16913:2017 提?。┖蜆悠吠耆?Na、K、Ca 和 Mg 質量分數的信息值。這種材料是按照 ISO 17034:2016 [1] 生產的，并通過了 ISO 指南 35:2017的認證。

PM2.5標準樣品是從公路隧道收集的顆粒物質。該材料首先經過篩分和氣流粉碎以減小其顆粒尺寸。然后，將其懸浮在溶液中，加入適當水平的所需離子并虹吸以收集更小和更輕的顆粒。最后，將溶液在液氮中逐滴冷凍并冷凍干燥。在惰性氮氣氣氛下，將產生的細粉塵（PM2.5 大?。┦占叫∑恐?。根據 ISO 指南 35:2017，對單元間的同質性進行了量化，并評估了發貨和存儲期間的穩定性。量化單位內的同質性以確定最小樣品攝入量。

PM2.5標準樣品材料的特點是對已證明有能力并符合 ISO/IEC 17025:2017 [3] 的實驗室進行了實驗室間比較，或具有與相關工作相關的技術能力的書面證據。刪除了技術上無效的結果，但沒有僅基于統計原因消除異常值。認證值的不確定度是根據測量不確定度表達指南 (GUM) [4] 計算的，包括與可能的不均勻性、不穩定性和特征相關的不確定度。

通過將PM2.5標準樣品與實際環境PM2.5進行比較，檢查根據既定標準程序對水中離子的提取能力。離子的可萃取性與真實的空氣采樣PM2.5相同。該材料用于質量控制和方法性能評估。與任何參考材料一樣，它可用于建立控制圖或驗證研究。 CRM 裝在裝有至少 150 mg 粉末的玻璃小瓶中，并在惰性氣體下密封。玻璃小瓶裝在熱封鋁袋中。使用的最小樣品量為 5 mg。

簡介

1、背景

       空氣中的顆粒物 (PM) 是世界上許多人口稠密地區的主要問題。這種污染物是來自不同來源的不同大小和成分的顆?；旌衔?。這些顆粒中最細小的部分，即所謂的PM2.5顆粒物標準樣品（細粉塵）非常危險，因為它可以深入肺部并可能進入血液，導致呼吸系統問題和過早死亡 [7,8]。因此，世界許多地方都對空氣中的 PM 濃度進行了規定。在歐盟，環境空氣質量指令 2008/50/EC 通過強制監測和設置 PM10 和 PM2,5 [9] 的限值來解決這個問題。根據 EN 12341，這些顆粒物部分被定義為通過尺寸選擇入口的 PM，在 2.5 μm (PM2,5) 或 10 μm (PM10) [10] 由于不同的來源，截斷效率為 50%對于PM，立法還允許從總顆粒負荷中減去源自天然來源的 PM 的貢獻。這是通過測量和監測在農村背景地點收集的 PM2,5 樣本中有機碳、元素碳和某些離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Cl-、NO3- 和 SO42-）的質量分數來完成的。因此，為了支持該歐洲環境空氣質量指令，開發了一種新的認證參考材料 (CRM)。

2、 材料的選擇

       2010年，歐盟委員會-聯合研究中心 (EC-JRC) 發布了兩種粉狀材料形式的PM10類CRM，通過了選定的PAH（多環芳烴，CZ100）和 As、Cd、Hg 的含量認證和鎳 (CZ120) [11,12]。兩種 CRM 都是通過對從波蘭華沙 Wis?ostrada 公路隧道的墻壁和人行道收集的篩分道路灰塵進行噴射研磨制備的 [13]。處理后，材料特性類似于真正的 PM10，因此 CRM 被命名為“類PM10”?？紤]到未來的項目，一些類似PM10的材料被保留并儲存在-20 oC下。

       對于PM2.5顆粒物標準樣品（細粉塵），理想情況下，材料應該是真實的空氣采樣PM2.5。然而，從空氣中直接采樣足量的PM2.5以制備CRM被認為非常耗時且不切實際 [14]。此外，PM2.5沒有明確或固定的化學成分，因為這會隨著時間、天氣條件和季節而變化。因此，需要在獲取足夠數量的材料、其性質、大小和組成方面做出妥協。出于這個原因，為之前的CRM準備的PM10類材料用作CZ110的起始材料。如 Charoud-Got 等人所述，測試了三種方法以將顆粒尺寸進一步減小至類似PM2.5的尺寸。 [14]。所選的一種在第 3.2 段中描述，其中顆粒懸浮在水溶液中，通過沉淀分離，在液氮中冷凍并冷凍干燥。為了獲得與比利時安特衛普地區收集的真實 PM2.5環境樣本中相同水平的 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Cl-、NO3- 和 SO42- ]。

3、 CRM項目的設計

       為了確定PM2.5顆粒物標準樣品中離子的質量分數，使用獨立實驗室的結果進行了實驗室間比較，這些實驗室因其在測量空氣顆粒物或類似樣品方面的專業知識而選擇。經認證的離子質量分數是可接受數據集均值的未加權平均值，每組數據均在不同實驗室通過應用 CEN/TR 16269:2011 或 EN 16913:2017方法測量陰離子和陽離子獲得在 PM2.5 [16,17] 中。認證值及其不確定度可追溯到國際單位制 (SI)。

圖 1：PM2.5加工的一些步驟：

a) 摻入PM材料懸浮液的均質化，

b) 冰粒的產生，

c) 冷凍干燥盤中的冰粒，

d) 冷凍干燥循環后的材料 ,

e) 小瓶的填充。

過程控制

使用Helos KR系統(Sympatec)通過激光衍射確定粒度分布。在整個過程中進行測量，以驗證材料粒徑是否滿足PM2.5的定義[10]。對在五個冷凍干燥循環中的每個循環中獲得的最終材料進行的測量表明，50% 的累積體積分布的粒徑小于 2.5 μm (2.47 ± 0.17 μm)，并且數量分布中 95% 的顆粒小于 2微米 (1.92 微米)。在圖 3 中報告了顆粒體積大小和數量分布。

圖 3：ERM-CZ110 的顆粒體積分布（上）和顆粒數分布（下）

       然而，正如預期的那樣，顆粒具有不規則形狀，如通過電子顯微鏡 FESEM JEOL JSM7800F 獲得的CZ110樣品圖像所示（圖 4）。主要元素的存在是通過使用 AZTEC EDS 軟件對每個冷凍干燥循環后獲得的小部分CZ110進行EDX分析來檢查的，如表 1 所示。盡管這些值只能被認為是非常粗略的指示性（它們是從CZ110樣品的極小部分，因此它們不能代表整個樣品），EDX分析顯示元素如氧、硅、鈣、硫和鈉的存在按降序排列，這可能對應于鈣的存在含硅酸鹽和一些硫酸鹽。

圖 4：電子顯微鏡圖像。 紅線方塊表示后續圖像中出現的區域。 白色部分在 a) 中為 10 μm，在 b)、c) 和 d) 中為 1 μm。