龐泉溝夏季環境空氣顆粒物（PM10、PM2.5）比對監測分析

孫麗娟+南瑞賢+馬小榮+周建強

（山西省環境監測中心站，山西 太原 030027）

摘要：通過2016年夏季在國家大氣背景站龐泉溝環境空氣自動監測點位進行的顆粒物手工采樣與自動儀器的比對監測顯示：Thermo1405型顆粒物自動監測儀用于監測PM10時系統性誤存在負偏差，Thermo5030型顆粒物自動監測儀用于監測PM2.5時系統性誤差在規定允許范圍內，兩臺儀器的初始精密度均在允許偏差范圍內，PM10和PM2.5的手工采樣和自動儀器監測值變化趨勢具有非常高的一致性。

關鍵詞：PM10 PM2.5 ；手工監測；自動監測；比對

大氣顆粒物是危害人體健康和影響大氣環境質量的主要污染物，在全球氣候和環境變化中扮演著重要角色[1]，這些影響或效應主要與其濃度、化學組成和粒徑分布有關，相關的研究備受關注[2]。目前，中國大氣顆粒物監測主要依靠自動監測進行數據獲取，與手工監測標準方法相比，具有數據采集效率高，可進行實時監控等優勢，但在數據的準確性方面一直存在質疑[3]。

本文通過2016年5月24日-6月13日，在國家大氣背景站龐泉溝環境空氣自動監測站點的環境空氣顆粒物 （PM10、PM2.5）自動監測開展了手工比對，（以下簡稱“比對”），分析了美國Thermo1405和Thermo5030顆粒物自動監測儀與 Thermo2025i-D手工監測標準方法比對結果情況，對造成結果差異的原因進行了簡單分析，對顆粒物采樣器的準確性進行核準。

1.實驗方法

1.1監測儀器與方法

顆粒物（PM10和PM2.5）采樣儀器為熱電2025i雙通道顆粒物連續自動采樣器；本實驗采用兩臺雙通道自動采樣器平行采樣，采樣總流量為16.7L/min，采樣濾膜為美國Thermo 47mm特氟龍濾膜，根據《環境空氣PM10和PM2.5的測定-重量法》（HJ618-2011），對濾膜采樣前的預處理，采樣前后稱重及質量保證進行操作，使用德國康姆德潤達AWS-1型百萬分之一天平稱重對濾膜進行稱重。

顆粒物PM10和PM2.5自動監測分別使用美國Thermo1405和5030顆粒物自動監測儀，自動監測儀的原理均為國家《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ653-2013）推薦方法。

1.2監測點位和監測時間

監測點位位于山西省國家大氣背景站龐泉溝，采樣高度15m，手工采樣儀器和自動監測儀采樣口相互距離均超過1.5m。

此次比對監測時間為2016年5月24日-6月13日，每兩天連續自動采樣47h，（另1個小時用于取換膜及流量檢查或校準），采樣時間段為前兩日10：00am到當日9：00am。

2.結果與討論

2.1監測數據有效性分析

2016年5月24日-6月13日實驗期間，共獲取10d手工監測數據，由于數據采集儀器故障，僅得到6d的PM10和8d的PM2.5自動監測監測數據，PM102組手工平行樣品結果相對標準偏差為0.54%～4.97%，PM2.5 2組手工平行樣品結果相對標準偏差為0.19%～3.28%。因為PM10和PM2.5的2組手工平行監測數據都在可行的濃度區間，且數據的相對標準偏差都小于10%，因此可判斷10組手工監測數據都可靠有效。

為保證監測數據的準確性和有效性，Thermo1405型PM10和5030型PM2.5自動監測儀每周都會進行流量校準，每月進行標準膜校準。

2.2自動與手工數據的相關性分析

以《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統安裝和驗收技術規范》（HJ655-2013）中關于參比方法比對調試回歸曲線的斜率K，截距b和相關系數r的要求為標準，評價自動數據與手工數據的相關性。由于現場比對中獲取的數據量有限，僅將此項指標作為參考評價。

根據背景站比對數據，其相關性分析作圖如圖1所示，由相關性分析圖提取相關性指標列表1如下：

2.2.1PM2.5比對情況

相關系數、斜率、截距均在要求范圍內。

2.2.1PM10比對情況

相關系數、截距均在要求范圍內，斜率不在要求范圍內。

3.結論

（1）Thermo1405型顆粒物自動監測儀用于監測PM10時存在系統性誤差，為負偏差，儀器的精密度在允許偏差范圍內，手工采樣和自動監測儀器分別測得的PM10數據的變化趨勢具有非常高的一致性。

（2）Thermo5030型顆粒物自動監測儀用于監測PM2.5時在規定允許值范圍內；儀器的精密度在允許偏差范圍內，手工采樣和自動監測儀器分別測得的PM2.5數據的變化趨勢亦具有非常高的一致性。

參考文獻

[1]Singh A， Dey S. Influence of aerosol composition on visibility in megacity Delhi [J].Atmospheric Environment， 2012，62：367-373.

[2]范雪波，劉衛，王廣華，等.杭州市大氣顆粒物濃度及組分的粒徑分布[J].中國環境科學，2011，31（1）：13-18.

[3]朱軼，等.長沙城區PM10和PM2.5的污染特征及氣象因素溯源分析研究[J].環境科學與管理，2013（11）：50-51.