空氣自動監測方法技術及應用

周強

摘要：指出了隨著我國經濟水平持續提升，人們的生活質量也步入了全新的階段，但這一進程中也引發了嚴重的生態環境問題。而空氣自動監測，有助于城市大氣污染治理工作的順利展開。圍繞自動監測在大氣污染治理工作中的具體應用展開了探討，提出了一些可行的措施，以期給相關人員提供參考。

關鍵詞：大氣污染;空氣自動監測;污染治理

中圖分類號：x831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）20-0091-02

1空氣自動監測概述

空氣自動監測工作需得到現代化監測技術的支持，在此基礎上展開對城市空氣質量的評估，在多年的發展下已經建設有一定規模的自動監測站。在過去很長一段時間，環保部門的相關工作主要以人工的方式為主，在耗費時間的同時降低所得結果精度，且此類型測量方式不具備連續性，容易受到諸多因素的影響，所得到的結果并不能與城市大氣情況相吻合。

引入空氣自動監測站后，能從根本上避免上述弊端，監測工作得以高效率的方式運行，所得到的檢測數據更為精準。空氣自動監測站的順利運行建立在空氣質量檢測自動分析儀的基礎上，加之各類先進的技術以及自動化的軟件系統，展開對城市大氣的實時監測工作。表1為空氣自動監測站系統監測方式的對比。

對空氣自動檢測站系統的構成進行分析，以系統實驗室以及計算機室為核心，在此基礎上設置了多個檢測子站以及質量保障室。此處重點對中心計算機室進行分析，它內置有線以及無線兩大模塊，二者的相互配合可以完成對數據的檢測，明確其變動情況，對所得到的數據進行存儲與分析，加之與子站中檢測儀器的配合，可以提供遠程診斷等豐富的功能。質量保障室主要具備校準功能，伴隨著設備的持續運行，可以對監測站中的相關設備進行分析，并提出可行的大氣監測質量控制措施。

在空氣自動監測站的所有構成組件中，以空氣質量自動分析儀最為關鍵，它對于收集城市大氣污染起到積極作用，充分涉及到PM2.5、臭氧以及PM10等六大類物質。對于部分特殊區域而言，為了進一步檢測到空氣中的各類污染物，還在上述基礎上進行了優化，實現對激光雷達等污染物的監測。因此，在運用空氣自動監測站的過程中，需綜合實際情況做出適當的改進，與實際需求相適應。

2空氣PM2.5自動監測方法

2.1TEOM法

TEOM法，又可稱之為振蕩天平法，是當前城市范圍內PM2.5檢測的重要方式，要得到TEOM檢測儀的支持，選取石英錐形管并增設濾膜，構成一體震蕩系統，將濾膜膨脹系數控制在較低水平。在對PM2.5濃度展開檢測時，主要分析的是試管自然頻率振蕩現象，發現殘留在濾膜上的顆粒物質量會出現持續性變化現象，同時振蕩頻率也會隨之變化，便形成了振蕩差異。基于對振蕩頻率的分析，可以得到空氣中PM2.5的濃度值，以達到空氣污染指標自動監測的效果。從當前行業技術來看，TEOM監測可行性較高，得到的PM2.5濃度值與實際情況相符，可實現連續自動監測，但操作者要具備高度的技能水平，且要合理維護設備。

2.2β射線法

此方法的運行原理在于分析PM2.5對射線強度衰減的影響情況，以達到自動檢測PM2.5濃度的效果。具體操作流程為：利用采樣管獲得空氣樣本，經由濾膜后，空氣中含有的PM2.5顆粒會殘留在該結構上，借助β射線穿過濾膜，在PM2.5顆粒物作用下會引發β射線出現散射現象，帶來了不同程度的β射線衰減。基于對實際衰減程度的分析，可以得到空氣中PM2.5的濃度情況。此方法可操作性良好，可持續性自動監測，但抽取的樣品要足夠合適，否則會對監測結果造成影響。

2.3光濁度法

在光照作用下使得空氣懸浮物產生散射光，探討散射光的強度，由于它與懸浮物濃度呈典型正比關系，引入轉換系數后便可監測PM2.5。總體來說，光濁度法的監測更為便捷，但伴隨著折射形態的改變，所得到的檢測結果準確性無法得到有效保障。

3空氣自動監測站的應用

3.1實驗要求

此次實驗的地點為在我國金華義烏市的環境空氣國控點，自動監測數據的對比時間為2018年5月7日至同年7月3日，季節為夏季，通過日均值的比較和一致性的檢驗以及相關性的檢驗進行分析，實驗步驟中儀器的運行和質量的控制均符合《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ/T 193-200s）的要求。

3.2具體實驗比較與結果分析

通過實驗，在對β射線法自動監測方法與p射線光濁度自動監測方法的對比期間，一共得到了67組的日均值數據，利用β射線法自動監測方法所得到的數據要比利用β射線光濁度自動監測方法所得到的數據低5%～10%。接著，需要對這兩種方法進行一致性的檢驗，利用F檢驗法進行檢驗得出結論，即R射線光濁度的自動監測方法可以得到具有一定準確度的空氣中PM的瞬時濃度，空氣中的水汽對日射線自動監測方法的影響較大，而日射線光濁度的自動監測方法在采集時如果遇到雨珠，瞬時值會更高。

根據上述實驗過程及結果，需要注意的是在使用日射線法的儀器時，應該對采樣管進行加熱，減少水汽的影響，且不能過分加熱，需要合理利用動態加熱系統。在實驗時，需參照《國家環境檢測網環境空氣顆粒物自動監測手工比對核查技術規定（試行）》，將實驗方法與手工方法進行對比，在對比發現實驗合理后方可實驗。因為實驗的方法較多，并且存在的影響因素較多，如地域差別、氣候變化以及現場環境的變化等，因此通過實驗所得到的結果只能作為參考。

3.3監督工廠排污設備的使用

城市經濟發展程度高，但也帶來了嚴重的工業廢氣問題，產生的污染物類型多、含量高，常見有硫化物、鹵化物等一些污染性較強的物質。盡管多數工廠設置了符合規定的氣體凈化設備，但在日常運行中為了控制成本，并未使用此類設備，使工業廢物在不經處理的情況下直接排放到空氣中。因此有必要在工業區周邊設置自動監測站，當工廠排出未處理的廢氣時，會在第一時間得到監測，告知相關部門采取可行措施，對此類工廠做出嚴厲的處罰，從根本上消除空氣污染治理浮于表面的現象，將排污凈化設備的作用充分發揮出來，盡可能地控制工業污染物，為城市空氣質量的提升提供保障。

3.4為城市大氣污染治理提供依據

在經濟持續發展下，人們的生活水平得到提升，私家車持有量持續上漲。而作為燃油汽車，在行駛過程中會產生大量的大氣污染物，常見有二氧化硫、一氧化碳等，這些都是影響城市空氣質量的關鍵性物質。基于空氣自動監測器，能實現對大氣污染物的監測，探尋各類型污染物的含量情況，將所得結果呈現給相關部門，探尋可行的大氣污染處理措施，改善城市生活環境。具體來說，為了控制私家車尾氣排放問題，在一些污染嚴重的區域可采取禁行措施，任何機動車都不允許進入其中;或者是限定國三汽油的使用量，推行更具節能特性的燃油。

3.5制定污染治理方案

城市大氣污染治理方案要合理，利用空氣自動監測器能夠獲得豐富的數據信息，作為專家分析的基本指導，探尋在后續階段大氣污染發展程度，將城市劃分為多個區域并確定各自的污染物排放量，綜合多方面因素形成合理的大氣污染治理方案。一套合理的方案必須建立在全面了解城市能源消耗狀況、污染分布的基礎上，借助空氣自動監測站可以得到各類污染物的實際含量與分布特征，明確污染物對人體的損害程度。全面的空氣污染監測數據必不可少，相關部門必須全面掌握城市空氣狀況，合理優化工業布局，考慮區域內大氣環境容量，實現大氣自身清潔的效果;加大力度監督工業廢氣排放情況，當出現超標現象后要求企業做出整改，給予嚴厲的懲罰，對其它企業形成威懾力，全方位控制污染物排放。

4結語

空氣自動監測系統的存在具有高度的現實意義，它能夠實時獲取到工業區、居民區等各個城市空間的大氣污染情況，相關部門以此為參考確定出合適的治理方案，持續提升大氣污染治理水平，為公眾的生活以及城市經濟的發展創設良好的環境。