淺談大氣細顆粒物(PM2.5)的監測

甄楊

【摘要】環境問題是當今國際社會的普遍問題，而大氣污染又是重中之重，空氣質量的監測及大氣污染的治理是當前中國面臨的重大問題。本文對PM2.5監測的研究背景進行了介紹，淺述了目前主要的PM2.5監測技術，對當前監測手段的研究現狀進行了分析，并對目前我國PM2.5監測儀器存在缺點以及未來的發展進行了總結與展望。

【關鍵詞】淺述;大氣細顆粒物;PM2.5;監測

一、PM2.5的研究背景

環境問題是當今國際社會所面臨的普遍問題，而這些問題中又以大氣污染問題為重中之重，空氣的質量直接關乎每個人的身體健康。空氣質量問題中又以細顆粒物（PM2.5）的污染所占比例甚大。

1997年，美國為了更加精確地監測，舊標準未提及、由飛速發展的經濟帶來、對人體有害的細顆粒物而提出PM2.5的監測標準，PM2.5濃度成為了體現大氣污染程度的重要指標。2000年，美國、英國、日本等國家確定了PM2.5濃度的標準限值。世界衛生組織（WTO）認為，低于10mg/m³的PM2.5濃度值是安全值，并根據各國的科技和經濟發展水平，限定了三個階段的目標限值，最嚴格的限值為24小時均值為25mg/m³，年均值為10mg/m³。

美國EPA（Environment Protect Agency）從1999年起開展PM2.5監測，目前約有2000多個監測點。2010年底，世界上僅有美國、日本、英國和歐盟的一些國家對PM2.5進行了監測并將PM2.5納入國標，進行了強制性限制，其他大部分國家對PM2.5的監測還未開啟。2008年，中國環境監測總站針對霧霾污染較嚴重這一現狀，組織開展了PM2.5監測工作，決定在天津、上海、廣州、深圳、重慶、南京這6個城市進行研究性監測工作。這也拉開了我國對于PM2.5監測設備研究的序幕。

二、PM2.5的監測技術

目前國際上對于PM2.5質量濃度測量的設備根據原理主要分為兩大類：自動監測方法和稱重法。自動監測方法包括光譜射線法、光濁度法、B射線法等。稱重法的主要原理為對沉積顆粒物的Teflon或PTEE濾膜稱重來計算質量，再根據采樣時間內抽取的氣體體積計算顆粒物濃度，稱重法作為標準的比對測試方法是最直接和最可靠的方法。微量振蕩天平法（TEOM）是稱重法的一種，其通過測量沉積顆粒物的錐形石英管振蕩頻率來測量顆粒物質量濃度，測量靈敏度較高。稱重法的準確性取決于PM2.5顆粒物采樣的精度，即PM2.5采樣器的精度。美國、德國等一些發達國家經過多年的研究，已開發出了一系列精度及穩定性皆達標的PM2.5采樣器設備，并且占領、壟斷了國際上大部分環保市場很長時間。近一兩年，國內也有部分廠家在國家的支持下研發了PM2.5采樣器設備，填補了國內在PM2.5采樣方面的空白。

三、PM2.5監測技術的發展趨勢

目前我國主要依靠進口儀器進行PM2.5的監測和分析。經過一些年的調查研究積累，以美國為首的發達國家，研制了一系列大氣污染物監測設備，促進了國際上環保產業的發展，像美國熱電和Met-one針對PM2.5監測的相關儀器已在國際上普遍使用。相對發達國家，國內研究起步較晚，河北先河、武漢天虹以及中晟泰科等相關企業生產的顆粒物監測儀器設備還存在著穩定性和準確性不高的問題，特別是在多雨天以及惡劣氣象條件時，因此在國內并未大規模推廣使用。

目前國際制造生產大氣污染物監測儀器的廠家較少，其產品的種類和數量也不能滿足當前市場要求，同時，上述設備和技術仍然存在著性能不穩定的問題，如美國熱電公司的2025i采樣器，在環保監測總站使用期間經常出現卡膜現象，導致實驗數據丟失，采樣失敗，這種情況在其他采樣器產品上也多次出現，是未來采樣器方面需解決的首要問題。部分采樣設備使用要求苛刻，不能很好地適應高溫、低溫、高濕、強風沙等惡劣環境，不能安放在我國某些地域特殊、環境惡劣的地區進行采樣。體積大、重量大也是多數PM2.5采樣器的特點，由于絕大部分PM2.5是安裝在樓頂、塔頂之類的開闊現場，故而體積過大、重量過重對于PM2.5采樣器安放和拆裝造成了很多不便。目前國內大部分PM2.5采樣器都是從國外進口而來，其操作界面多數為純英文，且操作過程煩瑣，不符合中國人的使用習慣，這也是未來需改進的地方。進口的PM2.5采樣器不但價格昂貴，對于顆粒物污染特征也不能進行準確有效的分析。

結語

國內有關部門進行大氣污染監測和研究起步較晚，對于大氣污染物監測儀器的開發仍然處于初級階段，在PM2.5監測方面滿足不了解決當前環境問題的迫切需要。PM2.5監測及分析設備的國產化和產業化勢在必行，未來我國在PM2.5采樣器的研發制造方面應針對現有PM2.5采樣器暴露出來的問題進行改進設計，使PM2.5采樣器向性能更穩定、適應性更強、更加輕量化、操作更簡潔、使用更方便這一方向發展。