PM2.5的監測數據影響因素及控制分析

摘要：在我國PM2.5濃度的監測與分析過程中，受到較多其他因素的影響，以至于出現治理濃度數據監測有誤的現象，這些誤差的帶來對于制定PM2.5污染防治措施來說是非常不利的。本論文正是基于此，對現如今我國環境監測技術與方法應用過程中的PM2.5監測進行分析，在簡單論述現如今主流的PM2.5濃度監測方法之后，就這些方法在測定PM2.5質量濃度數據過程中的影響因素進行分析，并根據這些影響因素的產生原因制定有效地控制措施，以減少這些影響因子對PM2.5質量濃度的測度。希望本論文的研究能為我國PM2.5的質量濃度測定完善提供借鑒參考作用。

關鍵詞：PM2.5；濃度；測定；控制

中圖分類號：X830.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0149-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.083

Influencing factors and control analysis of pm2.5 monitoring data

Chen Qian

（Yantai Environmental Monitoring Center， Yantai Shandong 264000， China）

Abstract： In the process of monitoring and analyzing PM2.5 concentration in our country， it is influenced by many other factors so that there is a phenomenon that the monitoring data of monitoring concentration is not correct. These errors bring a great potential for the development of PM2.5 pollution prevention and control measures It is very unfavorable. Based on this， this paper analyzes the PM2.5 monitoring in the application of environmental monitoring techniques and methods in our country nowadays. After briefly discussing the mainstream PM2.5 monitoring methods nowadays， Mass concentration data in the process of analysis of factors， and in accordance with the causes of these factors to develop effective control measures to reduce the impact of these factors on the PM2.5 concentration measurement. It is hoped that the research in this thesis can provide a reference for the determination of the PM2.5 mass concentration in our country.

Key words： PM2.5； concentration； Determination； Control

在我國社會主義現代化的建設過程中，有部分行業的發展是以高污染、高能源消耗為代價的，這種發展模式導致了我國不同區域、不同時期、不同程度的環境污染現象。其中PM2.5污染是我國空氣污染中非常重要的類型，對于PM2.5濃度的監測與分析有助于制定更加可靠、詳細、有效地污染防治對策，改善地區生態環境。PM2.5又稱之為細顆粒物，是指環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm的顆粒物，它能較長時間的懸浮于空氣中，空氣污染越嚴重的地區，其質量濃度越高，對空氣污染的影響也越大。最為明顯的是影響空氣能見度，同時對于人體呼吸道的損害也非常嚴重。這些顆粒物的來源主要分為自然來源和人為的產生，其中人為的因素危害最大，主要表現在燃燒、化工、石油等各個方面，特別是對于我國北方以燃煤供暖的地區來說，極易產生PM2.5污染[1-3]。

1 PM2.5質量濃度的主要監測方法

我國環境監測總站在2012年5月下旬所發布的《PM2.5自動監測儀器技術指標與要求（試行）》中確定了三種PM2.5的自動監測方法，分別是重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。在這些方法的應用過程中，首先要明確一個監測點，并且這個監測點能盡量反映出該城市的實際空氣質量總體水平和代表城市污染的不同高低水平；然后是采集監測點的空氣，把其中的PM2.5與較大的顆粒物進行分離；最后是把分離出來的空氣通過管道后，用各種檢測方法測定PM2.5濃度。

其中重量法就是將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱重，具有直接可靠的測度特征，是驗證其他方法是否準確的標桿，但自動化程度低，不適合進行遠距離監測。而β射線吸收法是將PM2.5收集到濾紙上，然后照射一束beta射線，射線穿過濾紙和顆粒物時由于被散射而衰減，衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據射線的衰減就可以計算出PM2.5的重量。微量振蕩天平法是利用一頭粗一頭細的空心玻璃管，粗頭固定，細頭裝有濾芯?？諝鈴拇诸^進，細頭出，PM2.5就被截留在濾芯上。在電場的作用下，細頭以一定頻率振蕩，該頻率和細頭重量的平方根成反比。于是，根據振蕩頻率的變化，就可以算出收集到的PM2.5的重量。

2 PM2.5質量濃度的監測數據影響因素

在任何PM2.5質量濃度測量過程中都會存在一定的誤差，以至于監測數據有些偏差，也沒有任何一種儀器設備能夠準確無誤地測定大氣中的PM2.5質量濃度，而這些具體的監測數據影響因素主要包括以下幾個方面：

2.1 樣品輸送管路的影響

在現如今的PM2.5質量濃度監測分析中，所采取到的空氣樣品在經過切割頭之后，還需要通過室內和室外部分的輸送管路流經較長時間，之后空氣樣品才能到達過濾器，用于截獲PM2.5。而在樣品輸送管路中，它們的物化性質往往會發生改變，比如部分顆粒物粘結在管道壁上。在逐漸地累積的過程中，也使得每次所黏附的顆粒物量不一樣，甚至如果出現管道內壁所黏附的顆粒物較多，影響樣品在管路中的正常流動速度，造成管路輸送性能變差，從而導致PM2.5質量濃度監測數據的準確性變差，數據突變或者數據平緩較長時間的現象也時有發生[4]。

在樣品輸送管路中，溫度因素也是影響PM2.5質量濃度監測數據的一個典型表現。如果空氣樣品溫度明顯高于輸送管路溫度，也就是典型的熱空氣樣品，在輸送過程中會引起空氣樣品溫度下降、相對濕度上升，如果濕度接近露點溫度，會出現結露的現象，管壁和過濾膜上出現結露凝結水，這對于PM2.5質量濃度的監測數據分析是非常不利的，會產生較大的誤差。

2.2 樣品采樣流量的影響

在PM2.5的質量濃度監測分析中，所采取空氣樣品的流量不僅需要作為采樣的體積，用于定量計算PM2.5顆粒物的濃度，同時還要作為引流動力使氣體樣品強制通過粒徑切割裝置，用于控制樣品的空氣動力學粒徑切割結果。如果所采取的空氣樣品流量與設計的不相符，那么所得到的空氣動力學直徑與想要的也不相符，結果就會出現大于2.5μm的顆粒物樣品，使PM2.5的監測數據出現偏差。典型的表現在常用的PM2.5在線檢測儀氣體流量計量器件，在長期連續使用過程中互相老化、腐蝕、污損等現象，甚至也會受到附近環境條件變好的影響，使得流量控制性能降低、顆粒物濃度監測數據誤差增加等現象。

3 PM2.5質量濃度的監測數據控制方法分析

不同的質量濃度監測數據影響因素對應不同的控制方法，以期望通過控制方法的實施來降低這些因子對PM2.5質量濃度的數據測量影響，具體方法如下所示：

3.1 樣品輸送管路的控制

為了在PM2.5的測量過程中避免樣品輸送管路對數據的影響，首先需要加強對輸送管路內壁的清理，并加強對數據不同時期、不同環境下的分析，找出其質量濃度變化規律。從而制定內壁清晰計劃，編排出內壁清理與空氣PM2.5質量濃度的數據表，并遵照執行。在典型的PM2.5質量濃度突變和較長時間平穩不變的情況下下，應當立即進行樣品管路無水乙醇清理。同時，也可以在樣品輸送管路上安裝質量濃度傳感器，對于質量濃度變化較大的管路應當給予重視，并分析原因，重新采樣測量。比如在使用石英震蕩天平質量傳感器的過程中，需要特別確保在整個檢驗、校準的過程中，沒有樣品顆粒物從樣品輸送管路的管壁上掉落到標準膜，也沒有樣品顆粒物能夠通過輸送管路的入口進入，而忽略切割器到達過濾裝置標準膜的過程[5]。

3.2 樣品采樣流量的控制

對于空氣樣品采樣流量的控制首先需要專門編制適合監測環境的工作作業計劃，定期使用技術指標適用的標準流量計、空氣顆粒物監測數據質控專用的儀器到各空氣樣品收集現場進行檢查與校準，確保所用PM2.5顆粒物監測儀器的采樣流量處于標準范圍和工作狀況下。比如在日常完成有效監測PM2.5濃度數據獲取的基礎上，每隔1周取下PM2.5的切割器，使用2臺顆粒物監測儀器在1h內同時平行測試PM2.5 濃度，通過所得數據評估顆粒物監測平行精密度控制性能。

同時需要注意在校準過程中，需要確保各級顆粒物切割器和輸送管路沒有漏風現象的發生，然后再進行標準校定。對于我們采用差壓式流量計的顆粒物監測儀器，需要避免標準流量計的連接氣管通徑過小或管段過長，以免空氣流量阻力過大而造成測量數據的誤差。而對于分流小部分空氣樣品流量進行PM2.5濃度測試的石英震蕩天平法，則應當分別使用量程大小適當的標準流量計進行校準，確保各路流量控制在標準范圍內。

4 總結

隨著我國對環境質量的更高要求，從環境治理和保護的角度來說，更加準確可靠的空氣顆粒物質量濃度監測是非常有必要的。PM2.5作為空氣污染中非常重要、也最受關注的一部分，加強對其監測數據的分析與控制有助于確定更加可靠的空氣污染治理方案。在監測過程中，PM2.5的濃度數據主要受樣品輸送管路和采樣流量的影響，也需要從這兩方面著手實施減小誤差出現的辦法，希望本論文的研究能為我國PM2.5的測控提供實際參考作用。

參考文獻

[1]馮江.淺析影響空氣PM2.5監測質量的因素及方法[J].華夏地理，2016，（2）：19-21.

[2]齊鵬.汽車排氣中的PM2.5檢測方法及影響因素分析[D].哈爾濱：東北林業大學，2014 .

[3]徐春雨，王秦，李娜.公共場所室內空氣中PM2.5濃度及影響因素分析[J].環境與健康雜志，2014，（11）：55-57.

[4]汪慶慶，周連，陳曦.工業區大氣PM2.5中金屬元素分布特征及影響因素分析[J].環境與健康雜志，2013，（08）：156-157.

[5]師建中，陳丹青.PM2.5監測數據質量主要影響因素和控制方法探討[J].綠色科技，2012，（11）：69-71.

收稿日期：2017-11-09

作者簡介：陳倩（1991-），女，本科，初級職稱，研究方向為環境空氣質量監控。