浅谈大气细颗粒物(PM2.5)的监测

甄杨

【摘要】环境问题是当今国际社会的普遍问题，而大气污染又是重中之重，空气质量的监测及大气污染的治理是当前中国面临的重大问题。本文对PM2.5监测的研究背景进行了介绍，浅述了目前主要的PM2.5监测技术，对当前监测手段的研究现状进行了分析，并对目前我国PM2.5监测仪器存在缺点以及未来的发展进行了总结与展望。

【关键词】浅述;大气细颗粒物;PM2.5;监测

一、PM2.5的研究背景

环境问题是当今国际社会所面临的普遍问题，而这些问题中又以大气污染问题为重中之重，空气的质量直接关乎每个人的身体健康。空气质量问题中又以细颗粒物（PM2.5）的污染所占比例甚大。

1997年，美国为了更加精确地监测，旧标准未提及、由飞速发展的经济带来、对人体有害的细颗粒物而提出PM2.5的监测标准，PM2.5浓度成为了体现大气污染程度的重要指标。2000年，美国、英国、日本等国家确定了PM2.5浓度的标准限值。世界卫生组织（WTO）认为，低于10mg/m³的PM2.5浓度值是安全值，并根据各国的科技和经济发展水平，限定了三个阶段的目标限值，最严格的限值为24小时均值为25mg/m³，年均值为10mg/m³。

美国EPA（Environment Protect Agency）从1999年起开展PM2.5监测，目前约有2000多个监测点。2010年底，世界上仅有美国、日本、英国和欧盟的一些国家对PM2.5进行了监测并将PM2.5纳入国标，进行了强制性限制，其他大部分国家对PM2.5的监测还未开启。2008年，中国环境监测总站针对雾霾污染较严重这一现状，组织开展了PM2.5监测工作，决定在天津、上海、广州、深圳、重庆、南京这6个城市进行研究性监测工作。这也拉开了我国对于PM2.5监测设备研究的序幕。

二、PM2.5的监测技术

目前国际上对于PM2.5质量浓度测量的设备根据原理主要分为两大类：自动监测方法和称重法。自动监测方法包括光谱射线法、光浊度法、B射线法等。称重法的主要原理为对沉积颗粒物的Teflon或PTEE滤膜称重来计算质量，再根据采样时间内抽取的气体体积计算颗粒物浓度，称重法作为标准的比对测试方法是最直接和最可靠的方法。微量振荡天平法（TEOM）是称重法的一种，其通过测量沉积颗粒物的锥形石英管振荡频率来测量颗粒物质量浓度，测量灵敏度较高。称重法的准确性取决于PM2.5颗粒物采样的精度，即PM2.5采样器的精度。美国、德国等一些发达国家经过多年的研究，已開发出了一系列精度及稳定性皆达标的PM2.5采样器设备，并且占领、垄断了国际上大部分环保市场很长时间。近一两年，国内也有部分厂家在国家的支持下研发了PM2.5采样器设备，填补了国内在PM2.5采样方面的空白。

三、PM2.5监测技术的发展趋势

目前我国主要依靠进口仪器进行PM2.5的监测和分析。经过一些年的调查研究积累，以美国为首的发达国家，研制了一系列大气污染物监测设备，促进了国际上环保产业的发展，像美国热电和Met-one针对PM2.5监测的相关仪器已在国际上普遍使用。相对发达国家，国内研究起步较晚，河北先河、武汉天虹以及中晟泰科等相关企业生产的颗粒物监测仪器设备还存在着稳定性和准确性不高的问题，特别是在多雨天以及恶劣气象条件时，因此在国内并未大规模推广使用。

目前国际制造生产大气污染物监测仪器的厂家较少，其产品的种类和数量也不能满足当前市场要求，同时，上述设备和技术仍然存在着性能不稳定的问题，如美国热电公司的2025i采样器，在环保监测总站使用期间经常出现卡膜现象，导致实验数据丢失，采样失败，这种情况在其他采样器产品上也多次出现，是未来采样器方面需解决的首要问题。部分采样设备使用要求苛刻，不能很好地适应高温、低温、高湿、强风沙等恶劣环境，不能安放在我国某些地域特殊、环境恶劣的地区进行采样。体积大、重量大也是多数PM2.5采样器的特点，由于绝大部分PM2.5是安装在楼顶、塔顶之类的开阔现场，故而体积过大、重量过重对于PM2.5采样器安放和拆装造成了很多不便。目前国内大部分PM2.5采样器都是从国外进口而来，其操作界面多数为纯英文，且操作过程烦琐，不符合中国人的使用习惯，这也是未来需改进的地方。进口的PM2.5采样器不但价格昂贵，对于颗粒物污染特征也不能进行准确有效的分析。

结语

国内有关部门进行大气污染监测和研究起步较晚，对于大气污染物监测仪器的开发仍然处于初级阶段，在PM2.5监测方面满足不了解决当前环境问题的迫切需要。PM2.5监测及分析设备的国产化和产业化势在必行，未来我国在PM2.5采样器的研发制造方面应针对现有PM2.5采样器暴露出来的问题进行改进设计，使PM2.5采样器向性能更稳定、适应性更强、更加轻量化、操作更简洁、使用更方便这一方向发展。