國產PM2.5監測儀也能守護“城市藍”

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環境就是民生。除了有針對性的治理，環境監測必不可少。PM2.5這種大氣中直徑小于或等于2.5微米的細小顆粒物，正是形成霧霾的元兇。霧霾嚴重威脅著人們身體健康，實現霧霾的準確監測是回應大眾關切，開展環境治理的前提。

β射線PM2.5監測儀作為重量法的等效監測方法，是我國環境空氣質量監測的國標方法之一。2018年開始，北京市計量檢測科學研究院領頭開展了國產β射線PM2.5監測儀的驗證評價與推廣。從技術性能指標和應用性能指標入手，針對國產儀器的質量差距，研究提出質量提升的技術解決方案，并根據質量提升技術方案，協助國產β射線PM2.5監測儀生產制造廠家提升產品質量。

驗評工作如何開展？

眾所周知，PM2.5除了本身可以直接進入人體肺部，對肺泡造成損傷之外，還可能成為病毒和病菌的載體。如何有效準確地監測PM2.5的質量濃度，顯得尤為重要。

β射線PM2.5監測儀作為測量大氣中可吸入肺顆粒物濃度的專用儀器，利用β射線作為輻射源，抽氣泵對大氣進行采樣，采樣時監測儀實時監控抽氣的流量，大氣中的懸浮顆粒被吸附在β源和閃爍體探測器之間的濾紙表面，抽氣前后閃爍體探測器計數值的改變反映了濾紙上吸附灰塵的質量，根據采樣體積換算為單位體積空氣中懸浮顆粒物的濃度。

在整個驗證評價過程中，通過系列的調研、試驗、分析、改進等環節，科研院所、企業的專家不斷地融合、融入，形成了一個穩定的、專業的國產計量科學儀器驗證評價技術團隊。根據相關標準，專家團隊對得到的驗證數據進行分析，完成國產與進口β射線PM2.5監測儀驗證評價報告。

據了解，β射線PM2.5監測儀容易受到濕度、溫度和實際監測環境的影響。參與驗評的β射線PM2.5監測儀因而踏上了從北到南的“長途跋涉”。專家團隊還將待測儀器設置在北京、武漢、杭州、海口等氣候環境明顯不同的四個城市，對環境空氣質量進行監測，并利用重量法進行量值溯源，評價參評儀器的環境適應性。

驗評工作需要突破哪些技術難題？

在PM2.5爭論之初，我國自主知識產權的PM2.5監測儀器還沒有進入市場，國外品牌占了先機。然而品牌不應成為一種監測標準，儀器運行穩定、數據準確可靠才是環境監測設備的基本要求。

北京市計量檢測科學研究院生態環境與能源資源研究所所長張國超告訴記者，準確監測PM2.5需要解決兩個技術難題。一是前處理是否做好。“這是由于空氣中存在水蒸氣，會吸附于顆粒物上從而一起被采樣和檢測，勢必會影響PM2.5的測量結果。因此前處理也就是對樣本進行加熱除濕。”張國城透露，現有難題是目前國內還沒有一個行之有效的方法來評價前處理是否做好。

二是儀器測量是否準確。探討測量儀器的準確性，就不得不提PM2.5切割器。PM2.5切割器對環境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5 μm的顆粒物具有分離功能，是監測儀的關鍵裝置。這是因為PM2.5濃度的測量準確性有一個很重要的前提，即監測的顆粒物粒徑屬于所需測量的PM2.5范圍。

“PM2.5切割器主要對空氣中多分散的顆粒物成分進行物理切割，從而使得儀器監測的顆粒物屬于PM2.5。”張國城稱，在對國產PM2.5切割器生產廠家的評測過程中，大部分企業都是合格的，但少數因加工精度不夠等原因存在一定偏差。

在開展驗評工作的過程中，張國超發現，一些企業試圖在一臺監測儀上同時實現PM2.5只裝一件切割器和切換閥，一旦切換閥做不好，切割效果就不合格。然而，國內并沒有相關標準和圖紙，很多國內廠商只好拿來國外圖紙照貓畫虎，精準度低，導致合格率很低。

如何促進科學儀器國產化？

面對種種難題和不少突發狀況，張國城和他的團隊一直兢兢業業。團隊從最初的10幾個人，逐漸壯大到40余人，通過4年多的時間，自主研發出國內首屈一指的檢測設備。

在測評儀器開展工作的過程中，張國城坦言，這是一個不斷探索的過程?！坝袝r候檢測的結果不滿意，我也會反思是不是自己的檢測裝置和方法出了問題?！苯洑v無數次試錯和自我懷疑，張國城和他的團隊才有了信心。

我們也應該看到，雖然科學儀器在國產化上已取得積極進展，但由于歷史積累不足等多方面原因，很多科學儀器依賴進口的局面尚未得到根本改觀。

關鍵部件作為儀器設備的“心臟”，直接決定了儀器的技術含量。關鍵部件的國產能力不足，導致國產儀器整機技術水平受限，市場認可度不高，影響了行業的發展。

從模仿到自主研發生產，很多國產儀器正在與國外產品齊頭并進。高端科研儀器依賴進口的問題也早已得到有關部門的高度重視。以科技部“重大科學儀器設備開發重點專項”為例，“十三五”期間，科學儀器專項共安排項目142個，目前正處于關鍵技術攻關和工程化樣機研制階段。

“一口吃不成胖子”。據不完全統計，我國科研固定資產投資當中儀器儀表設備采購費用約占60%，科研經費投入當中儀器采購費用約占25%?？梢钥闯觯覈茖W儀器儀表市場潛力巨大。“早些年，我國生產β射線PM2.5監測儀的企業還屈指可數，近些年由于市場需求高、價格低，從而呈爆發式增長?！睆垏芨吲d看到這樣的變化。

除國家政策幫扶外，企業作為創新的主題也應該積極參與其中，成為科學儀器國產化的關鍵角色。只有將科研需求、科技原始創新力量和企業創新主體緊密結合起來，才能促進國產科學儀器“直掛云帆濟滄?！薄?/p>

如今，生態“顏值”頻頻在線、城市“氣質”逐步提升、天空一“藍”無余不再是奢望，隨手一拍就是藍天美景。事實證明，國產PM2.5監測儀也能守護“城市藍”。