简述PM2.5的监测技术及其进展

2016-11-24傅宇昊

资源节约与环保 2016年6期

关键词：光密度监测仪滤膜

傅宇昊

（上海市浦东新区环境监测站上海200120）

简述PM2.5的监测技术及其进展

傅宇昊

（上海市浦东新区环境监测站上海200120）

PM2.5的污染对生态环境以及人类的生存具有重要影响，国际上对PM2.5的监测分析也越来越多。本文通过简要探讨了β射线法、重量法和光散射法3种常用方法的特点及其研究现状，并做了比较。最后PM2.5监测的发展前景，提出了治理措施。

PM2.5；监测技术；β射线法；重量法

1　引言

近年来，我国大气污染十分严重，空气中可吸入颗粒的浓度增加，特别是以PM2.5为典型的细颗粒物的增长最为明显，这严重影响到了人们的身体健康。柴静的《苍穹之下》为我们普通老百姓也敲响了警钟，因此PM2.5监测技术的发展已成为了全民关注的热点。如何高效的监测污染物浓度，实时掌握空气中可吸入细颗粒的情况成为了各大环保部门的研究重点。

2　目前常用监测方法分析

目前国内外测定PM2.5质量浓度的方法主要有滤膜称重法（简称重量、压电晶体法、微量震荡天平法、β射线吸收法以及光散射法等。其中重量法是当前国际上比较认可的基准方法，以下将简要介绍射线法、重量法和光散射法这3种测定方法。

2.1β射线法

β射线法是我国及国际上常采用的一种自动监测方法。β射线法（BAM）常用的有光浊度法和光吸收法。β射线法浊度法是采用500nm～600nm的波长检测含有细颗粒空气中的光密度，然后再比较标准浓度下的光密度与测定的光密度之比，其光密度之比及为PM2.5的浓度之比。这种方法不仅可以精确到1min的平均监测值，进行短时间监测，而且准确度和精确度都较高。

2.2滤膜称重法（重量法）

重量法是美国环保局和我国环境空气质量标准推荐的使用的常规方法，也是目前最为可靠的方法。重量法测量PM2.5浓度普遍采用大流量采样器，原理为采样泵抽取一定体积的空气进入切割器，将空气动力学直径小于30um的颗粒物切割分离，PM2.5颗粒随着气流经切割器的出口被阻留在已称重的滤膜上。根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算出PM2.5的浓度。

2.3光散射法

光散射法采用的方法是利用光散射法粉尘仪每分钟记录1次空气中的PM2.5浓度，一般设置多组仪器，取其平均值进行计算。其基本原理还是称重法，采样前挑选完整的石英滤膜放入天平室内置干燥器称重后备用，然后采样后再次将石英滤膜放入天平室内置干燥器中进行平衡，这两次称量滤膜质量之差与换算成标况下的采样体积之比及为该空气环境下的颗粒物的质量浓度。

3　最新研究进展情况

3.1我国PM2.5监测方法比对测试分析

目前，国内外对各种监测方法完成了首阶段的对比工作，官方也已经公布了有关监测器的技术指标，现将河北先河科技发展有限公司生产的XH2000D型β射线吸收原理PM2.5自动监测仪与重量法采样器对比实验数据结果如表1。

表1　PM2.5自动监测仪与重量法采样器对比实验数据

由以上数据可以得出：日均值最大偏差为0.019mg/m3，五日均值的相对误差仅为1%；日均值相关系数为99.2%。由此可见，XH2000D型β射线吸收原理PM2.5自动监测仪具有较好的准确性。

PM2.5监测仪为美国SKC公司的DPS采样系统及TSI公司的激光粉尘仪（TSI—8532），温度、湿度及大气压监测采用空气质量分析仪。现对2012年11月9号到2012年12月15日6个取样周的数据分析，通过该组对比实验分析可知，其中客房6周时间内重量法与光散射法比值K1=0.36。餐厅的平均值为k2=0.37，这与实验室的标准值k=0.39吻合较好，从而证明了该光散射器测量的准确性。

3.2β射线法采用动态加热系统改进

如果某个地区长期处于高湿度条件下，或者在短期内湿度发生较大变化，那么如果利用这个方法进行测量，结果会有较大误差。这种方法要求具备高质量的采样滤膜带，不适宜在潮湿且温度较高的地区使用。

3.3利用光散射与β射线法结合

充分利用光散射稳定性好的优点，在上述方法的基础上再加入一个光散射，通过将0.5h～1h以内的β射线法测量数据作为标准，同时计算出带有时间分辨率的光散射测量值，采用光散射下的测量数据作为基准数据，对β射线法下的测量数据进行校核。该方法在β射线法的基础上，加入了光散射的时间分辨率其精度和测量稳定性有了较大程度的提高。