甄楊

【摘要】環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)的普遍問(wèn)題，而大氣污染又是重中之重，空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)及大氣污染的治理是當(dāng)前中國(guó)面臨的重大問(wèn)題。本文對(duì)PM2.5監(jiān)測(cè)的研究背景進(jìn)行了介紹，淺述了目前主要的PM2.5監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)當(dāng)前監(jiān)測(cè)手段的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)目前我國(guó)PM2.5監(jiān)測(cè)儀器存在缺點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)與展望。

【關(guān)鍵詞】淺述;大氣細(xì)顆粒物;PM2.5;監(jiān)測(cè)

一、PM2.5的研究背景

環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)所面臨的普遍問(wèn)題，而這些問(wèn)題中又以大氣污染問(wèn)題為重中之重，空氣的質(zhì)量直接關(guān)乎每個(gè)人的身體健康?？諝赓|(zhì)量問(wèn)題中又以細(xì)顆粒物（PM2.5）的污染所占比例甚大。

1997年，美國(guó)為了更加精確地監(jiān)測(cè)，舊標(biāo)準(zhǔn)未提及、由飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)、對(duì)人體有害的細(xì)顆粒物而提出PM2.5的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，PM2.5濃度成為了體現(xiàn)大氣污染程度的重要指標(biāo)。2000年，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家確定了PM2.5濃度的標(biāo)準(zhǔn)限值。世界衛(wèi)生組織（WTO）認(rèn)為，低于10mg/m³的PM2.5濃度值是安全值，并根據(jù)各國(guó)的科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，限定了三個(gè)階段的目標(biāo)限值，最嚴(yán)格的限值為24小時(shí)均值為25mg/m³，年均值為10mg/m³。

美國(guó)EPA（Environment Protect Agency）從1999年起開(kāi)展PM2.5監(jiān)測(cè)，目前約有2000多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。2010年底，世界上僅有美國(guó)、日本、英國(guó)和歐盟的一些國(guó)家對(duì)PM2.5進(jìn)行了監(jiān)測(cè)并將PM2.5納入國(guó)標(biāo)，進(jìn)行了強(qiáng)制性限制，其他大部分國(guó)家對(duì)PM2.5的監(jiān)測(cè)還未開(kāi)啟。2008年，中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站針對(duì)霧霾污染較嚴(yán)重這一現(xiàn)狀，組織開(kāi)展了PM2.5監(jiān)測(cè)工作，決定在天津、上海、廣州、深圳、重慶、南京這6個(gè)城市進(jìn)行研究性監(jiān)測(cè)工作。這也拉開(kāi)了我國(guó)對(duì)于PM2.5監(jiān)測(cè)設(shè)備研究的序幕。

二、PM2.5的監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前國(guó)際上對(duì)于PM2.5質(zhì)量濃度測(cè)量的設(shè)備根據(jù)原理主要分為兩大類(lèi)：自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法和稱(chēng)重法。自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法包括光譜射線(xiàn)法、光濁度法、B射線(xiàn)法等。稱(chēng)重法的主要原理為對(duì)沉積顆粒物的Teflon或PTEE濾膜稱(chēng)重來(lái)計(jì)算質(zhì)量，再根據(jù)采樣時(shí)間內(nèi)抽取的氣體體積計(jì)算顆粒物濃度，稱(chēng)重法作為標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)測(cè)試方法是最直接和最可靠的方法。微量振蕩天平法（TEOM）是稱(chēng)重法的一種，其通過(guò)測(cè)量沉積顆粒物的錐形石英管振蕩頻率來(lái)測(cè)量顆粒物質(zhì)量濃度，測(cè)量靈敏度較高。稱(chēng)重法的準(zhǔn)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(guó)、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)多年的研究，已開(kāi)發(fā)出了一系列精度及穩(wěn)定性皆達(dá)標(biāo)的PM2.5采樣器設(shè)備，并且占領(lǐng)、壟斷了國(guó)際上大部分環(huán)保市場(chǎng)很長(zhǎng)時(shí)間。近一兩年，國(guó)內(nèi)也有部分廠(chǎng)家在國(guó)家的支持下研發(fā)了PM2.5采樣器設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在PM2.5采樣方面的空白。

三、PM2.5監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前我國(guó)主要依靠進(jìn)口儀器進(jìn)行PM2.5的監(jiān)測(cè)和分析。經(jīng)過(guò)一些年的調(diào)查研究積累，以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家，研制了一系列大氣污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備，促進(jìn)了國(guó)際上環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，像美國(guó)熱電和Met-one針對(duì)PM2.5監(jiān)測(cè)的相關(guān)儀器已在國(guó)際上普遍使用。相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)研究起步較晚，河北先河、武漢天虹以及中晟泰科等相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的顆粒物監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備還存在著穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題，特別是在多雨天以及惡劣氣象條件時(shí)，因此在國(guó)內(nèi)并未大規(guī)模推廣使用。

目前國(guó)際制造生產(chǎn)大氣污染物監(jiān)測(cè)儀器的廠(chǎng)家較少，其產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量也不能滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)要求，同時(shí)，上述設(shè)備和技術(shù)仍然存在著性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，如美國(guó)熱電公司的2025i采樣器，在環(huán)保監(jiān)測(cè)總站使用期間經(jīng)常出現(xiàn)卡膜現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)丟失，采樣失敗，這種情況在其他采樣器產(chǎn)品上也多次出現(xiàn)，是未來(lái)采樣器方面需解決的首要問(wèn)題。部分采樣設(shè)備使用要求苛刻，不能很好地適應(yīng)高溫、低溫、高濕、強(qiáng)風(fēng)沙等惡劣環(huán)境，不能安放在我國(guó)某些地域特殊、環(huán)境惡劣的地區(qū)進(jìn)行采樣。體積大、重量大也是多數(shù)PM2.5采樣器的特點(diǎn)，由于絕大部分PM2.5是安裝在樓頂、塔頂之類(lèi)的開(kāi)闊現(xiàn)場(chǎng)，故而體積過(guò)大、重量過(guò)重對(duì)于PM2.5采樣器安放和拆裝造成了很多不便。目前國(guó)內(nèi)大部分PM2.5采樣器都是從國(guó)外進(jìn)口而來(lái)，其操作界面多數(shù)為純英文，且操作過(guò)程煩瑣，不符合中國(guó)人的使用習(xí)慣，這也是未來(lái)需改進(jìn)的地方。進(jìn)口的PM2.5采樣器不但價(jià)格昂貴，對(duì)于顆粒物污染特征也不能進(jìn)行準(zhǔn)確有效的分析。

結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)進(jìn)行大氣污染監(jiān)測(cè)和研究起步較晚，對(duì)于大氣污染物監(jiān)測(cè)儀器的開(kāi)發(fā)仍然處于初級(jí)階段，在PM2.5監(jiān)測(cè)方面滿(mǎn)足不了解決當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的迫切需要。PM2.5監(jiān)測(cè)及分析設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化勢(shì)在必行，未來(lái)我國(guó)在PM2.5采樣器的研發(fā)制造方面應(yīng)針對(duì)現(xiàn)有PM2.5采樣器暴露出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使PM2.5采樣器向性能更穩(wěn)定、適應(yīng)性更強(qiáng)、更加輕量化、操作更簡(jiǎn)潔、使用更方便這一方向發(fā)展。