PM2.5的自動監測方法對比分析及應用

張曉玲

（內蒙古錫林郭勒盟環境保護監測站 內蒙古錫林浩特 026000）

引言

從現階段造成環境污染的主要因素來看，霧霾天氣是直接影響到人們生存環境中的空氣質量的一類重要的污染類型。且霧霾的出現頻率在現階段也呈現逐漸提升的趨勢，污染物的自動監測是針對性的處理霧霾問題的前提條件，只有選擇科學的方法進行應用，才能取得良好的效果。

1 PM2.5 監測工作的重要意義

PM2.5 這種污染物質對人們的日常生活與身體健康的嚴重危害，消除或者減小這種污染是一項非常重要的工作。但從這種物質的性質上來講，其具有顆粒物直徑小，分布廣泛的特征，這給監測工作的開展帶來了一定的難度。但只有通過科學的方法及時準確的監測到這種污染存在的區域范圍和嚴重程度，才能及時采取科學的手段對其進行預防和消除。從而確保人們生活環境的問題和身體健康[1]。可見，監測工作對于進一步的污染處理工作具有非常重要的基礎意義，必須結合PM2.5 物質的性質與特點研究分析科學的污染控制方式才能切實落實消除PM2.5不利影響的工作。

2 現階段自動監測的主要方法

2.1 應用β射線法進行監測

這種方法之所以能夠得到應用，主要是由于這種射線自身具備衰減量指標，根據相應的衰減量原理，可以對PM2.5 含量的上升情況進行監測。在這種方法具體實施的過程中，主要是通過應用氣體采樣管對樣本氣體進行收集，收集過程中還需要借助泵結構提高采樣工作的便利性。從泵結構的功能上分析，其主要通過吸起和排氣操作，實現氣體的收集[2]。其中，吸氣操作能夠將氣體中的顆粒物通過吸附作用部分保存在濾膜結構中，完成了氣體的采集過程后，再利用β 射線的衰減作用使得濾膜中吸附到的顆粒物質形成衰減狀態，并針對衰減狀態進行嚴密的檢測，計算衰減量，得到污染濃度指標的數值。

2.2 應用震蕩天平法進行監測

這種方法是針對PM2.5 監測所能夠應用到的一種比較普遍的方法，在其完成監測工作的過程中，核心的設備是TEMO 監測儀器。關于氣體收集的環節，需要連接相關的裝置，組成一個震蕩系統。關于此系統的結構，主要包括石英錐形管、濾膜。其中，濾膜結構安裝在石英錐形管的上部區域，在采集期氣體前，確保其膨脹系數保持在較低的水平上。關于監測操作的具體方法，主要通過將振蕩的方法進行試管的振蕩。注意在這個過程中一定要保證好試管震蕩的頻率。之所以進行振蕩操作，主要是為了讓濾膜結構中所殘留的顆粒發生相應的物質量指標的變化，在這種狀態下，可以通過觀察震蕩頻率的變化情況，對PM2.5 的含量情況進行監測。

2.3 應用光濁度法進行監測

這種方法的作用發揮，也是依托于專業的光濁度原理發揮作用的。其中起到關鍵性影響作用的指標是光照指標。當光源照射到含有大量懸浮顆粒的空氣時，會形成更大面積的散射光。隨著空氣中顆粒物濃度的增大，是由于光源強度的增大而產生的。根據這一原理，應用轉換系數的方法，可以實現對有害氣體的監測。但這種方法在應用的過程中，容易受到折射形態這一指標的影響，從而產生較大的誤差，因此，這種方法目前的應用廣泛度不強。

3 不同監測方法的對比分析

3.1 實驗儀器選用

本次實驗需要應用對于樣本氣體的手工采樣器一個，進口的β 射線監測設備一個，光濁度法自動監測設備一個以及濾膜結構和天平各一個。在實驗開展前，應當保證以上實驗儀器和設備自身的質量和性能達到一個良好的狀態，技術人員還應當針對相應設備的參數指標進行觀察，如發現異常情況則應當及時更換或調試。

3.2 實驗結果分析

關于不同類型監測方法的具體實施流程，在上文的各個不同方法的具體闡述中已經做了詳細描述。監測工作開展的結果觀察，是通過監測PM2.5 在空氣中含量的日均值來達成的，通過對實驗數據的觀察和總結，可得到應用β 射線法進行監測的結果數值總體發展趨勢地域光濁度法。具體的來說，β 射線法和光濁度法在進行PM2.5 的監測時，可以獲得更準確的瞬間濃度值。但從實際監測工作執行落實的狀態上來看，這兩種類型的方法在應用過程中容易受到空氣濕度指標的影響，當空氣濕度發生變化的同時，則監測結果也會受到相應的影響而產生很大的誤差。具體的表現是，如監測當日是降雨天氣，則監測結果本身就不具備很高的參考價值，會產生很嚴重的誤差現象。基于這一問題的嚴重影響，在相應的解決辦法上，技術人員可以通過針對天氣情況對采樣管工具進行加熱，保持加熱操作的動態靈活性。另外，實驗的開展，應當嚴格按照《環境空氣顆粒物自動監測手工對比核查技術規定》中的相關內容要求執行。最后，關于實驗結構的精確性判定，基于PM2.5 污染現階段仍然屬于比較新型的污染方式，對其監測結果的認定并沒有一個非常精確嚴格的規則和標準。實驗所得的監測結果具有一定的參考價值，但不能作為準確的數據對環境污染情況進行認定。

4 關于監測方法的應用分析

4.1 應用概況介紹

現階段，針對PM2.5 的自動監測技術，已經逐步在我國一線部分城市進行應用，且由于應用的操作便捷性，其普及和推廣的范圍也相對較大。已經啟用的城市包括了南京、上海、天津等。從應用方法的選擇上，以振蕩天平法為主流的選擇類型。關于其中所需要應用到的TEOM 設備，主要依靠進口渠道獲得。另外，β 射線法也是現階段應用比較廣泛的一種類型的檢測方法。而且β 射線法與光濁度法結合的應用，也是可以選擇的一種監測方法。

4.2 三種方法聯合應用的分析

三種方法的聯合應用，是基于提高監測數據的準確性為目的的。但從實際的應用效果上來看，不同的監測方法在聯合應用的過程中[3]。兩兩之間存在著一定的誤差程度，也就是說，當三種方法聯用時，其應用過程中也會產生一定的誤差，也誤差的范圍數值，會隨著污染程度的提升好進一步提升，這意味著關于PM2.5 污染的監測工作，應當繼續深入的進行研究和分析，并針對不同的監測方法實施完善和優化，以便保證其獨立應用以及聯合應用的狀態下，取得更為準確，更有參考價值的數據結果。

結語

總之，基于PM2.5 這種空氣污染對于我國生態環境和人們身體健康的嚴重污染和威脅，采取科學的方法對污染情況進行監測，是處理和減低污染影響的重要途徑。基于現階段的研究狀態，技術人員應當在更新和改良的理念的支持下，通過技術層面和原理層面的深入分析和研究，著力提升污染監測的質量和效果，為更好的減低污染的傷害提供幫助。