劉江

摘要：PM2.5污染問(wèn)題已經(jīng)受到世界各國(guó)的重視。中國(guó)的污染情況非常嚴(yán)重，其污染跡象主要體現(xiàn)在霧霾，而且這種污染還在持續(xù)發(fā)展，這就需要做好PM2.5監(jiān)測(cè)工作，針對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。本論文著重研究環(huán)境空氣中PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法對(duì)比分析及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣;PM2.5;自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法;對(duì)比分析;應(yīng)用

空氣環(huán)境污染現(xiàn)象中，PM2.5污染已經(jīng)得到重視。目前中國(guó)的有關(guān)部門已經(jīng)開(kāi)展了PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的研究工作，主要的目的是能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出大氣環(huán)境中PM2.5水平，以采取有效的措施控制和解決。通過(guò)對(duì)各種監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比研究，選擇便于使用且成本低的方法，獲得準(zhǔn)確可靠的空氣信息。

一、常規(guī)PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法與理論對(duì)比分析

（一）PM2.5的基本介紹

細(xì)顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5？微米的顆粒物。它能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強(qiáng)，易附帶有毒、有害物質(zhì)（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。在PM2.5的影響下，世界各國(guó)都對(duì)該物質(zhì)對(duì)空氣環(huán)境的影響給予了高度重視[1]。中國(guó)的一些地區(qū)出現(xiàn)了“霧霾”，就是受到這種成分的影響，造成了空氣環(huán)境嚴(yán)重的污染。

（二）β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的介紹

β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法屬于常規(guī)的PM2.5監(jiān)測(cè)方法。這種方法的應(yīng)用中，需要按照相關(guān)的技術(shù)原理進(jìn)行，具體的實(shí)施中，當(dāng)高能量的電子由C14發(fā)射出來(lái)，在碰到塵粒子時(shí)，能量減退或被粒子吸收。這些從發(fā)射源發(fā)出的高能量粒子即 BETA 射線，整個(gè)工作過(guò)程就是利用 BETA 射線 衰減。物質(zhì)放置在發(fā)射源C14和監(jiān)測(cè)BATA 射線的裝置中間，BETA 射線被吸收，能量衰減。這樣導(dǎo)致監(jiān)測(cè)到的 BETA 粒子的數(shù)量減少。這個(gè)減少量是由C14 BETA 發(fā)射源和監(jiān)測(cè)器之間的吸收物質(zhì)的質(zhì)量決定的。

具體的操作為：首先測(cè)定空白紙帶，BATA射線照射空白紙帶，能量無(wú)衰減，測(cè)得能量值為I0，然后采樣泵開(kāi)始工作，以16.7L/Min的流速將空氣抽進(jìn)來(lái)，此時(shí)空氣中的PM2.5落在潔凈的紙帶上面，再用BATA射線照射含有樣品的紙帶，測(cè)得能力值I，根據(jù)朗伯—比爾定律，可以得到PM2.5濃度。

（三）振蕩天平自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的介紹

振蕩天平法是一種現(xiàn)代科技環(huán)境中發(fā)展起來(lái)的PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，目前已經(jīng)被監(jiān)測(cè)領(lǐng)域所關(guān)注。這種方法的實(shí)施中，需要遵循有關(guān)的技術(shù)原理進(jìn)行，需要配置好樣管，最好是選擇石英錐管，將濾膜放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。PM2.5、濾膜和石英錐管中的顆粒會(huì)形成振蕩結(jié)構(gòu)[2]。采樣后，當(dāng)PM2.5通過(guò)濾膜的時(shí)候，顆粒物被過(guò)濾出來(lái)，留在濾膜上，這必然會(huì)對(duì)濾膜的質(zhì)量造成影響，同時(shí)也會(huì)影響相應(yīng)的振動(dòng)頻率。因此，可以根據(jù)濾膜的振動(dòng)頻率、空氣流速和流速來(lái)將PM2.5的含量計(jì)算出來(lái)。

（四）從理論角度對(duì)β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法和振蕩天平自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的對(duì)比

為了保證測(cè)試的順利進(jìn)行，在使用β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的時(shí)候，需要做好測(cè)試配置工作，可以在非自動(dòng)采樣器上安裝兩個(gè)射線粒子自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。針對(duì)振蕩天平的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行理論研究的過(guò)程中，需要配置好非自動(dòng)取樣器，之后對(duì)震蕩天平法顆粒自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的常規(guī)操作。在平衡自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法上，操作員需要繼續(xù)控制好取樣管，并高度集中觀察過(guò)濾膜的振動(dòng)狀況，通過(guò)獲得的理論結(jié)果可以明確，β自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法技術(shù)控制操作存在一定的難度，但是有較高的準(zhǔn)確度。所以在理論的角度來(lái)看，β自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法是有應(yīng)用價(jià)值的。在特定情況下，兩種監(jiān)測(cè)方法都容易受到外界因素的影響，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差，對(duì)于這樣的問(wèn)題，中國(guó)還沒(méi)有一套切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)方法[3]。

二、PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法實(shí)驗(yàn)的對(duì)比研究

（一）試驗(yàn)配置的研究

為了保證實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行，就要做好監(jiān)測(cè)配置。在應(yīng)用β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的過(guò)程中，首先在一個(gè)非自動(dòng)采樣器上安裝了兩個(gè)射線粒子自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。采用振蕩天平的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的過(guò)程中，就要先將非自動(dòng)采樣器配置好，之后對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行配置。常規(guī)測(cè)試配置包括： 超細(xì)型玻璃纖維濾膜、精確度為0.0001%的天平、非自動(dòng)采樣器，其監(jiān)測(cè)配置的相關(guān)參數(shù)包括采樣流量16.58升/秒;β射線粒子和振蕩天平自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備使用中，需要遵循的相關(guān)參數(shù)是一個(gè)小時(shí)的采樣間隔，平均采樣時(shí)間38秒/小時(shí)，采樣流量15.58升/秒。在檢測(cè)方法上，應(yīng)用非自動(dòng)采樣器采樣，持續(xù)一天的時(shí)間;使用自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行采樣，使用一天的時(shí)間。

（二）對(duì)比結(jié)果的分析

通過(guò)上面的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)可以明確，使用β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)和振蕩天平的自動(dòng)監(jiān)測(cè)中所使用的采樣設(shè)備，通過(guò)采樣的結(jié)果就可以對(duì)其優(yōu)劣進(jìn)行了解。非自動(dòng)采樣器與自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)比，其相關(guān)系數(shù)要低一些，與自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比較，低0.84;從β射線監(jiān)測(cè)方法來(lái)看，監(jiān)測(cè)工作采用非自動(dòng)的方式，所獲得的結(jié)果中斜率要大一些，與自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比較超過(guò)0.7[4]。這就可以說(shuō)明，非自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法是存在缺陷的，影響監(jiān)測(cè)質(zhì)量。振蕩天平法與非自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法相比較，結(jié)果存在偏差，大約為12%之間，這就說(shuō)明這兩種監(jiān)測(cè)方法都是適用的。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，當(dāng)前采用的PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法中，主要為振蕩天平自動(dòng)監(jiān)測(cè)法和β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)法。其中，β射線自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法有更高的應(yīng)用價(jià)值。與國(guó)外相比，中國(guó)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展水平相對(duì)比較低，還需要不斷改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊麗平，李德春，劉海江.環(huán)境空氣中PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的比較及監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用分析[J].中國(guó)高新科技，2017，1（05）：47-48.

[2]楊星.國(guó)內(nèi)主流空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)結(jié)果差異分析研究[J].綠色科技，2017（24）：30-31.

[3]熊雅菁，黃萍，廖祖文.環(huán)境空氣PM2.5連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)手工采樣的比對(duì)測(cè)試探究[J].中國(guó)資源綜合利用，2018（03）：83-84.

[4]李政寰，金勇進(jìn).基于最大穩(wěn)定過(guò)程的北京市PM2.5監(jiān)測(cè)站空間網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理，2018，37（05）：69-70.

（作者單位：江蘇省蘇協(xié)環(huán)境技術(shù)研究院）