簡述PM2.5的監測技術及其進展

傅宇昊

（上海市浦東新區環境監測站上海200120）

簡述PM2.5的監測技術及其進展

傅宇昊

（上海市浦東新區環境監測站上海200120）

PM2.5的污染對生態環境以及人類的生存具有重要影響，國際上對PM2.5的監測分析也越來越多。本文通過簡要探討了β射線法、重量法和光散射法3種常用方法的特點及其研究現狀，并做了比較。最后PM2.5監測的發展前景，提出了治理措施。

PM2.5；監測技術；β射線法；重量法

1　引言

近年來，我國大氣污染十分嚴重，空氣中可吸入顆粒的濃度增加，特別是以PM2.5為典型的細顆粒物的增長最為明顯，這嚴重影響到了人們的身體健康。柴靜的《蒼穹之下》為我們普通老百姓也敲響了警鐘，因此PM2.5監測技術的發展已成為了全民關注的熱點。如何高效的監測污染物濃度，實時掌握空氣中可吸入細顆粒的情況成為了各大環保部門的研究重點。

2　目前常用監測方法分析

目前國內外測定PM2.5質量濃度的方法主要有濾膜稱重法（簡稱重量、壓電晶體法、微量震蕩天平法、β射線吸收法以及光散射法等。其中重量法是當前國際上比較認可的基準方法，以下將簡要介紹射線法、重量法和光散射法這3種測定方法。

2.1β射線法

β射線法是我國及國際上常采用的一種自動監測方法。β射線法（BAM）常用的有光濁度法和光吸收法。β射線法濁度法是采用500nm～600nm的波長檢測含有細顆粒空氣中的光密度，然后再比較標準濃度下的光密度與測定的光密度之比，其光密度之比及為PM2.5的濃度之比。這種方法不僅可以精確到1min的平均監測值，進行短時間監測，而且準確度和精確度都較高。

2.2濾膜稱重法（重量法）

重量法是美國環保局和我國環境空氣質量標準推薦的使用的常規方法，也是目前最為可靠的方法。重量法測量PM2.5濃度普遍采用大流量采樣器，原理為采樣泵抽取一定體積的空氣進入切割器，將空氣動力學直徑小于30um的顆粒物切割分離，PM2.5顆粒隨著氣流經切割器的出口被阻留在已稱重的濾膜上。根據采樣前后濾膜的質量差及采樣體積，計算出PM2.5的濃度。

2.3光散射法

光散射法采用的方法是利用光散射法粉塵儀每分鐘記錄1次空氣中的PM2.5濃度，一般設置多組儀器，取其平均值進行計算。其基本原理還是稱重法，采樣前挑選完整的石英濾膜放入天平室內置干燥器稱重后備用，然后采樣后再次將石英濾膜放入天平室內置干燥器中進行平衡，這兩次稱量濾膜質量之差與換算成標況下的采樣體積之比及為該空氣環境下的顆粒物的質量濃度。

3　最新研究進展情況

3.1我國PM2.5監測方法比對測試分析

目前，國內外對各種監測方法完成了首階段的對比工作，官方也已經公布了有關監測器的技術指標，現將河北先河科技發展有限公司生產的XH2000D型β射線吸收原理PM2.5自動監測儀與重量法采樣器對比實驗數據結果如表1。

表1　PM2.5自動監測儀與重量法采樣器對比實驗數據

由以上數據可以得出：日均值最大偏差為0.019mg/m3，五日均值的相對誤差僅為1%；日均值相關系數為99.2%。由此可見，XH2000D型β射線吸收原理PM2.5自動監測儀具有較好的準確性。

PM2.5監測儀為美國SKC公司的DPS采樣系統及TSI公司的激光粉塵儀（TSI—8532），溫度、濕度及大氣壓監測采用空氣質量分析儀。現對2012年11月9號到2012年12月15日6個取樣周的數據分析，通過該組對比實驗分析可知，其中客房6周時間內重量法與光散射法比值K1=0.36。餐廳的平均值為k2=0.37，這與實驗室的標準值k=0.39吻合較好，從而證明了該光散射器測量的準確性。

3.2β射線法采用動態加熱系統改進

如果某個地區長期處于高濕度條件下，或者在短期內濕度發生較大變化，那么如果利用這個方法進行測量，結果會有較大誤差。這種方法要求具備高質量的采樣濾膜帶，不適宜在潮濕且溫度較高的地區使用。

3.3利用光散射與β射線法結合

充分利用光散射穩定性好的優點，在上述方法的基礎上再加入一個光散射，通過將0.5h～1h以內的β射線法測量數據作為標準，同時計算出帶有時間分辨率的光散射測量值，采用光散射下的測量數據作為基準數據，對β射線法下的測量數據進行校核。該方法在β射線法的基礎上，加入了光散射的時間分辨率其精度和測量穩定性有了較大程度的提高。

4　結語及展望

目前，我國許多地方的PM2.5質量濃度遠超過國際標準，PM2.5也是造成霧霾的重要因素之一。在通過減少污染物排放的同時，應不斷的采用環保型新工藝技術和提高城市綠化覆蓋率對PM2.5進行吸收和處理，只有這樣，人們才能真正過上健康舒適的生活。

[1]趙鑫,潘晉孝,等.基于β射線吸收法的PM2.5測量技術的研究[J].電子應用技術,2013(39):74-76.

[2]徐春雨,王秦,等.大氣PM2.5濃度的光散射測定法及濕度校正[J].環境與健康,2015(2):152.

傅宇昊（1990—），男，本科，上海市浦東新區環境監測站，初級職稱，從事環境監測工作。