黄戈
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摘要：大气污染一直以来都备受人们的广泛关注，大气污染威胁的人类的生命，影响着人类的身体健康，不利于经济的稳定发展。目前，大气污染防治的基础是环境监测数据的准确性、真实性，根据目前的国家、省级的考核标准，颗粒物浓度水平仍是关注的重点。基于此，为保障颗粒监测数据的真实性，文章采用便携式颗粒分析仪与环境空气自动监测仪器数据进行比对分析，通过分析发现，便携式颗粒分析仪在环境空气质量真实性保障中有较好的运用价值，可为管理者提供有效的手段来保障监测数据的准确性。
关键词：便携式颗粒物分析仪；环境监测；应用
引言
近年来,颗粒物污染已成为影响我国城市空气质量的关键因素之一。我国空气质量监测网也自此开始增加PM2.5的监测,并在数量和覆盖率上得到较大的扩充。随着大气污染防治工作逐渐向区县、园区等精细尺度延伸,网格化高密度监测的需求逐渐旺盛,低成本空气质量传感器由于与标准仪器相比具有价格低廉、体积小的优点,通过密集布点的模式,可以获得更高时空分辨率的污染分布特征。
1概述
可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)是空气中一类重要的污染物，由于其成分复杂且具有显著的人体健康危害，因而是各国环境空气质量标准中的重要指标。我国2012年修订的《环境空气质量标准》将PM2.5首次纳入到基本评价指标中，同时收严了PM10的年均值标准浓度限值，使我国的颗粒物标准在浓度限值方面与世界卫生组织(WHO)的过渡时期目标的浓度限值相同，逐渐与世界接轨。然而，各国在制定浓度限值标准的同时还规定了达标统计要求．达标统计要求是指所制定的浓度限值的统计学含义，即判定某地区是否符合浓度限值标准时采用的统计方法．如美国PM10日均值浓度限值标准为0.15mg/m3，其达标的统计要求是3a内平均每年允许超标1d，否则即认为该地区不满足PM10日均值标准要求．我国环境空气质量标准中没有规定PM10日均值在一年或多年平均内允许超标几天，国内相关方面研究很少也很薄弱，本研究通过调研和分析国外达标统计要求制定过程中的主要依据，结合我国长期的颗粒物监测数据资料，对我国颗粒物日均值达标统计要求的选取进行了开创性研究，有关成果对我国建立完善的环境空气质量标准体系具有重要的参考价值。
2便携式颗粒物分析仪在环境监测中的应用
2.1颗粒物比对仪器
本次比对实验使用到2台PM2.5便携式颗粒物分析仪，型号为：METONEE-BAM，编号分别为Y24874、A12353；原理均为β射线法，仪器采样流量与环境空气自动监测站保持一致，均设定为16.7L/min。仪器安装与样品采集每次比对在环境空气自动监测站点放两台便携式颗粒物分析仪，便携式分析仪与自动站的采样入口高度保持一致，距离1m左右。比对时间，其中7月比对3次；8月比对3次。分别涉及6个省辖市，扣除异常数据、仪器启动、稳定等无效数据，最终获得66个有效日均值数据，1575个小时有效数据。
2.2颗粒物监测方法不同
根据监测原理不同，“环境空气质量标准”中对颗粒物的监测方法有微量振荡天平法和β射线法两种方法。微量振荡天平法是利用采样滤膜的振动频率与颗粒物的重量存在线性关系，通过振动频率计算得到颗粒物重量。β射线法是利用β射线的衰减量来测定颗粒物质量增加量的关系来计算颗粒物的质量浓度。
当PM10与PM2.5采用不同的监测方法时，监测结果可能会有差异。具体来说，国际上常用的颗粒物监测方法主要有振荡天平法、振荡天平联用膜动态补偿系统法和β射线法。振荡天平法在测量过程中为了防止空气中水分对测量过程的影响，需将采集样品后的滤膜加热并保持在50℃，在此过程中将会使颗粒物中的部分挥发性组分挥发而造成损失；而振荡天平联用膜动态补偿法，由于增加了样气除湿装置，所以不需将样品高温加热，同时利用补偿系统对挥发性组分的挥发损失进行了补偿，因此振荡天平法联用膜动态补偿法测得结果高于振荡天平法。对于β射线法，采样管采用恒温加热时，加热温度过高也将造成颗粒物中挥发性组分的损失；而采用动态加热时，可以根据空气中相对湿度的大小自动调节加热温度，在防止采样管结露的同时，最大限度地减少了采样管加热造成的挥发性组分损失，因此测得结果高于恒温加热法。
2.3监测指标
监测指标主要根据PM2.5的重要组成部分进行确立，包括降低PM2.5污染程度的关键控制因子(如碳组分、水溶性离子等)，以及对污染物的来源具有指示意义的特征元素(如Mg、Na、Cl、K和Fe等)。最终根据当地可达到的监测技术水平和已建立的分析方法标准等确定站点的必测和选测指标。碳组分是大气颗粒物的重要组成部分，主要分为OC、EC和无机碳(IC)三大类。其中，EC主要来自不完全燃烧过程的排放；IC主要以碳酸盐的形式存在于大气颗粒物中，但是含量很低，一般可以忽略不计；OC主要包括来自污染源直接排放的一次有机碳(POC)和污染源排放的挥发性有机物在大气中经过光化学反应生成的二次有机碳(SOC)。其中POC主要来源于机动车尾气、化石燃料燃烧、生物质燃烧和工业生产等直接排放的污染物。水溶性离子是PM2.5的重要组分，其中二次无机离子是表征区域污染的重要指标(如SO42－与NO3－是颗粒物吸湿增长的主要贡献者，污染过程大气颗粒物的吸湿增长在很大程度上取决于其化学组成成分)。PM2.5中的硫酸盐包括一次硫酸盐和二次硫酸盐，一次硫酸盐主要是来自于一些工厂(如热电厂和冶炼厂)的直接排放、生物质燃烧、海盐和火山喷发等；二次硫酸盐主要是二氧化硫(SO2)或其他的含硫物质(如二甲基硫DMS)经过一系列大气化学转化生成。近年来研究表明，有机硝酸酯、有机硫酸酯等是二次有机气溶胶(SOA)的主要来源。
3便携式仪器的优点
便携式仪器可用于日常环境空气质量比对监测，相较于手工比对仪器，便携式仪器具有体积小，可连续出数据与自动站仪器拥有相同的监测方法，适用性更强。同时，可以根据监测数据结果，对自动站数据进行反面印证，当关注到城市某个站点出现数据趋势明显异于周边监测数据，可采用便携式仪器进行比对，可快速判断该站点或者周边站点数据异常，为运维管理者提供准确的工作方向，减少不必要的工作。虽然，便携式仪器比手工方法获取的数据快，但在日常监测工作中，应关注将便携式仪器的相关质控工作，每次比对前应开展必要的质控工作，若条件允许，应先行开展3日以上的运行工作，采用两台以上便携式仪器进行比对，并对所获得的数据进行线性和小时数据曲线分析，待仪器数据稳定后，再行开展正常的比对工作，以保障便携式仪器监测数据的真实性，当其中任一台监测数据出现异常时，应立即终止比对，待满足条件后再行开展。
结束语
综上所述，便携式仪器可较好的运行在环境空气质量保障工作，对环境监测仪器的准确性起到积极的作用。可为环境空气质量自动监测站运维管理等工作提供有效的手段。但在开展相应工作中，应注重质控工作的开展，确保开展的工作是有效的。
参考文献
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