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監(jiān)測(cè)PM2.5到底難在哪？

日期：2025-08-13 11:51
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摘要：

監(jiān)測(cè)PM2.5到底難在哪？PM2.5這個(gè)小顆粒引起的大爭(zhēng)議還在繼續(xù)。
眼下，各地環(huán)保部門(mén)正在積極籌措加強(qiáng)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)行業(yè)成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)初步估算，國(guó)內(nèi)388個(gè)地級(jí)以上城市購(gòu)置相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備需要20多億元。
今年年初，一則關(guān)于PM2.5監(jiān)測(cè)設(shè)備的報(bào)道引人注目：振蕩天平法儀器的監(jiān)測(cè)結(jié)果較β射線法偏低15％~17％，這也是去年北京市環(huán)保局的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比美國(guó)大使館低的原因之一。事實(shí)是否真的如此？
今年，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及各直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市要按照新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作。由中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站承擔(dān)的PM2.5監(jiān)測(cè)儀器比對(duì)工作還未結(jié)束，對(duì)于地方環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在該如何選擇監(jiān)測(cè)儀器？基于不同原理研發(fā)的監(jiān)測(cè)儀器，為何會(huì)有較大差距？
振蕩天平法和β射線法儀器測(cè)得的數(shù)值都要與手工采樣結(jié)果進(jìn)行比對(duì)
 “振蕩天平法和β射線法的測(cè)量原理都沒(méi)有錯(cuò)，不能籠統(tǒng)地說(shuō)哪個(gè)偏高或偏低，這兩種方法測(cè)得的數(shù)據(jù)都不是真值。顆粒物的構(gòu)成很復(fù)雜，不像二氧化硫等污染物那樣容易測(cè)量，各地的顆粒物成分也可能不同，監(jiān)測(cè)工作因此就更為困難?，F(xiàn)在，以手工采樣的重量法作為基準(zhǔn)，其他方法的監(jiān)測(cè)值是否**，要與手工采樣的結(jié)果進(jìn)行比較，手工采樣測(cè)得的數(shù)值才被認(rèn)為是真值。”中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站大氣室主任王瑞斌告訴記者，雖然手工采樣也可能有顆粒物損失等問(wèn)題，但在目前技術(shù)水平所能達(dá)到的范圍內(nèi)，就認(rèn)為這是基準(zhǔn)。
2011年11月1日，《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定重量法》(HJ618—2011)開(kāi)始實(shí)施。所謂重量法，是指分別通過(guò)具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，計(jì)算出PM2.5和PM10的濃度。
振蕩天平技術(shù)是上世紀(jì)80年代，由美國(guó)R&P公司應(yīng)用于環(huán)境顆粒物自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的。在儀器中測(cè)量樣品質(zhì)量的微量振蕩天平傳感器主要部件是一支一端固定、另一端裝有濾膜的空心錐形玻璃管，樣品氣流通過(guò)濾膜，顆粒物被收集在濾膜上。在工作時(shí)，空心錐形玻璃管處于振蕩狀態(tài)，振蕩頻率會(huì)隨著濾膜上收集顆粒物質(zhì)量的變化發(fā)生改變，儀器通過(guò)**測(cè)量頻率變化得到顆粒物的質(zhì)量，然后根據(jù)收集這些顆粒物時(shí)采集的樣品體積計(jì)算出樣品的濃度。
 “但是，在測(cè)量過(guò)程中，為了消除水汽影響，需要加溫，但加溫過(guò)程會(huì)造成顆粒物中揮發(fā)性物質(zhì)的損失，從而影響數(shù)據(jù)**性。”王瑞斌告訴記者。為了解決這一問(wèn)題，賽默飛研制出了濾膜動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)(Filter Dynamic Measurement System，以下簡(jiǎn)稱(chēng)FDMS)，可對(duì)儀器結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。
 “FDMS不是某種補(bǔ)償措施，而是真正意義上能夠**測(cè)量到揮發(fā)性顆粒物，這是FDMS的設(shè)計(jì)初衷。”賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司中國(guó)商務(wù)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)周曉斌強(qiáng)調(diào)。
在β射線法PM2.5顆粒物監(jiān)測(cè)儀中，樣品氣體的相對(duì)濕度被調(diào)整到35％以下，樣品進(jìn)入儀器主機(jī)后顆粒物被收集在可以自動(dòng)更換的濾膜上。濾膜兩側(cè)分別設(shè)置了β射線源和β射線檢測(cè)器。隨著濾膜上收集的顆粒物越來(lái)越多，顆粒物質(zhì)量也隨之增加，β射線檢測(cè)器檢測(cè)到的β射線強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)地減弱。儀器通過(guò)分析β射線檢測(cè)器的信號(hào)變化得到一定時(shí)段內(nèi)采集的顆粒物質(zhì)量數(shù)值，結(jié)合相同時(shí)段內(nèi)采集樣品體積，*終得出采樣時(shí)段的顆粒物濃度。
據(jù)介紹，PM2.5監(jiān)測(cè)的*大挑戰(zhàn)就是水的問(wèn)題和揮發(fā)性顆粒物的捕捉問(wèn)題。即使采用手工采樣，也會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題。采訪中，周曉斌一直在強(qiáng)調(diào)，“只有發(fā)明了FDMS，才能真正測(cè)量PM2.5中揮發(fā)性顆粒物的情況”。
而業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，加裝FDMS后，儀器的維護(hù)更為復(fù)雜，尤其是在國(guó)內(nèi)顆粒物成分復(fù)雜的情況下。
周曉斌也承認(rèn)，加裝了FDMS后，維護(hù)工作量會(huì)增加。“振蕩天平法儀器在美國(guó)的使用率達(dá)到62％左右，捕捉了別的方法不能捕捉的東西，這是有代價(jià)的，包括價(jià)格、維護(hù)等方面。目前，我們已經(jīng)對(duì)這一儀器進(jìn)行了改良，并在努力提高售后服務(wù)的能力。”