PM2.5的自動(dòng)監(jiān)測方法對(duì)比分析及應(yīng)用

張曉玲

（內(nèi)蒙古錫林郭勒盟環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 內(nèi)蒙古錫林浩特 026000）

引言

從現(xiàn)階段造成環(huán)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(huán)境中的空氣質(zhì)量的一類重要的污染類型。且霧霾的出現(xiàn)頻率在現(xiàn)階段也呈現(xiàn)逐漸提升的趨勢(shì)，污染物的自動(dòng)監(jiān)測是針對(duì)性的處理霧霾問題的前提條件，只有選擇科學(xué)的方法進(jìn)行應(yīng)用，才能取得良好的效果。

1 PM2.5 監(jiān)測工作的重要意義

PM2.5 這種污染物質(zhì)對(duì)人們的日常生活與身體健康的嚴(yán)重危害，消除或者減小這種污染是一項(xiàng)非常重要的工作。但從這種物質(zhì)的性質(zhì)上來講，其具有顆粒物直徑小，分布廣泛的特征，這給監(jiān)測工作的開展帶來了一定的難度。但只有通過科學(xué)的方法及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測到這種污染存在的區(qū)域范圍和嚴(yán)重程度，才能及時(shí)采取科學(xué)的手段對(duì)其進(jìn)行預(yù)防和消除。從而確保人們生活環(huán)境的問題和身體健康[1]?？梢?，監(jiān)測工作對(duì)于進(jìn)一步的污染處理工作具有非常重要的基礎(chǔ)意義，必須結(jié)合PM2.5 物質(zhì)的性質(zhì)與特點(diǎn)研究分析科學(xué)的污染控制方式才能切實(shí)落實(shí)消除PM2.5不利影響的工作。

2 現(xiàn)階段自動(dòng)監(jiān)測的主要方法

2.1 應(yīng)用β射線法進(jìn)行監(jiān)測

這種方法之所以能夠得到應(yīng)用，主要是由于這種射線自身具備衰減量指標(biāo)，根據(jù)相應(yīng)的衰減量原理，可以對(duì)PM2.5 含量的上升情況進(jìn)行監(jiān)測。在這種方法具體實(shí)施的過程中，主要是通過應(yīng)用氣體采樣管對(duì)樣本氣體進(jìn)行收集，收集過程中還需要借助泵結(jié)構(gòu)提高采樣工作的便利性。從泵結(jié)構(gòu)的功能上分析，其主要通過吸起和排氣操作，實(shí)現(xiàn)氣體的收集[2]。其中，吸氣操作能夠?qū)怏w中的顆粒物通過吸附作用部分保存在濾膜結(jié)構(gòu)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(zhì)形成衰減狀態(tài)，并針對(duì)衰減狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密的檢測，計(jì)算衰減量，得到污染濃度指標(biāo)的數(shù)值。

2.2 應(yīng)用震蕩天平法進(jìn)行監(jiān)測

這種方法是針對(duì)PM2.5 監(jiān)測所能夠應(yīng)用到的一種比較普遍的方法，在其完成監(jiān)測工作的過程中，核心的設(shè)備是TEMO 監(jiān)測儀器。關(guān)于氣體收集的環(huán)節(jié)，需要連接相關(guān)的裝置，組成一個(gè)震蕩系統(tǒng)。關(guān)于此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要包括石英錐形管、濾膜。其中，濾膜結(jié)構(gòu)安裝在石英錐形管的上部區(qū)域，在采集期氣體前，確保其膨脹系數(shù)保持在較低的水平上。關(guān)于監(jiān)測操作的具體方法，主要通過將振蕩的方法進(jìn)行試管的振蕩。注意在這個(gè)過程中一定要保證好試管震蕩的頻率。之所以進(jìn)行振蕩操作，主要是為了讓濾膜結(jié)構(gòu)中所殘留的顆粒發(fā)生相應(yīng)的物質(zhì)量指標(biāo)的變化，在這種狀態(tài)下，可以通過觀察震蕩頻率的變化情況，對(duì)PM2.5 的含量情況進(jìn)行監(jiān)測。

2.3 應(yīng)用光濁度法進(jìn)行監(jiān)測

這種方法的作用發(fā)揮，也是依托于專業(yè)的光濁度原理發(fā)揮作用的。其中起到關(guān)鍵性影響作用的指標(biāo)是光照指標(biāo)。當(dāng)光源照射到含有大量懸浮顆粒的空氣時(shí)，會(huì)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(qiáng)度的增大而產(chǎn)生的。根據(jù)這一原理，應(yīng)用轉(zhuǎn)換系數(shù)的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體的監(jiān)測。但這種方法在應(yīng)用的過程中，容易受到折射形態(tài)這一指標(biāo)的影響，從而產(chǎn)生較大的誤差，因此，這種方法目前的應(yīng)用廣泛度不強(qiáng)。

3 不同監(jiān)測方法的對(duì)比分析

3.1 實(shí)驗(yàn)儀器選用

本次實(shí)驗(yàn)需要應(yīng)用對(duì)于樣本氣體的手工采樣器一個(gè)，進(jìn)口的β 射線監(jiān)測設(shè)備一個(gè)，光濁度法自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備一個(gè)以及濾膜結(jié)構(gòu)和天平各一個(gè)。在實(shí)驗(yàn)開展前，應(yīng)當(dāng)保證以上實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備自身的質(zhì)量和性能達(dá)到一個(gè)良好的狀態(tài)，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)針對(duì)相應(yīng)設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行觀察，如發(fā)現(xiàn)異常情況則應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換或調(diào)試。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

關(guān)于不同類型監(jiān)測方法的具體實(shí)施流程，在上文的各個(gè)不同方法的具體闡述中已經(jīng)做了詳細(xì)描述。監(jiān)測工作開展的結(jié)果觀察，是通過監(jiān)測PM2.5 在空氣中含量的日均值來達(dá)成的，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的觀察和總結(jié)，可得到應(yīng)用β 射線法進(jìn)行監(jiān)測的結(jié)果數(shù)值總體發(fā)展趨勢(shì)地域光濁度法。具體的來說，β 射線法和光濁度法在進(jìn)行PM2.5 的監(jiān)測時(shí)，可以獲得更準(zhǔn)確的瞬間濃度值。但從實(shí)際監(jiān)測工作執(zhí)行落實(shí)的狀態(tài)上來看，這兩種類型的方法在應(yīng)用過程中容易受到空氣濕度指標(biāo)的影響，當(dāng)空氣濕度發(fā)生變化的同時(shí)，則監(jiān)測結(jié)果也會(huì)受到相應(yīng)的影響而產(chǎn)生很大的誤差。具體的表現(xiàn)是，如監(jiān)測當(dāng)日是降雨天氣，則監(jiān)測結(jié)果本身就不具備很高的參考價(jià)值，會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的誤差現(xiàn)象?；谶@一問題的嚴(yán)重影響，在相應(yīng)的解決辦法上，技術(shù)人員可以通過針對(duì)天氣情況對(duì)采樣管工具進(jìn)行加熱，保持加熱操作的動(dòng)態(tài)靈活性。另外，實(shí)驗(yàn)的開展，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣顆粒物自動(dòng)監(jiān)測手工對(duì)比核查技術(shù)規(guī)定》中的相關(guān)內(nèi)容要求執(zhí)行。最后，關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的精確性判定，基于PM2.5 污染現(xiàn)階段仍然屬于比較新型的污染方式，對(duì)其監(jiān)測結(jié)果的認(rèn)定并沒有一個(gè)非常精確嚴(yán)格的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)所得的監(jiān)測結(jié)果具有一定的參考價(jià)值，但不能作為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)對(duì)環(huán)境污染情況進(jìn)行認(rèn)定。

4 關(guān)于監(jiān)測方法的應(yīng)用分析

4.1 應(yīng)用概況介紹

現(xiàn)階段，針對(duì)PM2.5 的自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，已經(jīng)逐步在我國一線部分城市進(jìn)行應(yīng)用，且由于應(yīng)用的操作便捷性，其普及和推廣的范圍也相對(duì)較大。已經(jīng)啟用的城市包括了南京、上海、天津等。從應(yīng)用方法的選擇上，以振蕩天平法為主流的選擇類型。關(guān)于其中所需要應(yīng)用到的TEOM 設(shè)備，主要依靠進(jìn)口渠道獲得。另外，β 射線法也是現(xiàn)階段應(yīng)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(jié)合的應(yīng)用，也是可以選擇的一種監(jiān)測方法。

4.2 三種方法聯(lián)合應(yīng)用的分析

三種方法的聯(lián)合應(yīng)用，是基于提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性為目的的。但從實(shí)際的應(yīng)用效果上來看，不同的監(jiān)測方法在聯(lián)合應(yīng)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(dāng)三種方法聯(lián)用時(shí)，其應(yīng)用過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，也誤差的范圍數(shù)值，會(huì)隨著污染程度的提升好進(jìn)一步提升，這意味著關(guān)于PM2.5 污染的監(jiān)測工作，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入的進(jìn)行研究和分析，并針對(duì)不同的監(jiān)測方法實(shí)施完善和優(yōu)化，以便保證其獨(dú)立應(yīng)用以及聯(lián)合應(yīng)用的狀態(tài)下，取得更為準(zhǔn)確，更有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)結(jié)果。

結(jié)語

總之，基于PM2.5 這種空氣污染對(duì)于我國生態(tài)環(huán)境和人們身體健康的嚴(yán)重污染和威脅，采取科學(xué)的方法對(duì)污染情況進(jìn)行監(jiān)測，是處理和減低污染影響的重要途徑。基于現(xiàn)階段的研究狀態(tài)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在更新和改良的理念的支持下，通過技術(shù)層面和原理層面的深入分析和研究，著力提升污染監(jiān)測的質(zhì)量和效果，為更好的減低污染的傷害提供幫助。