PM2.5监测仪器的技术之争.docVIP

PM2.5监测仪器的技术之争　　导读： 　　PM2.5这个小颗粒引起的大争议还在继续。 　　眼下，各地环保部门正在积极筹措加强环境空气质量监测工作，监测行业成为备受关注的焦点。根据初步估算，全国388个地级以上城市购置相关监测设备需要20多亿元。 　　今年年初，一则关于PM2.5监测设备的报道引人注目：振荡天平法仪器的监测结果较β射线法偏低15％~17％，这也是去年北京市环保局的监测数据比美国大使馆低的原因之一。事实是否真的如此？ 　　今年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及各直辖市、省会城市和计划单列市要按照新的《环境空气质量标准》开展监测工作。由中国环境监测总站承担的PM2.5监测仪器比对工作还未结束，对于地方环境监测部门来说，现在该如何选择监测仪器？基于不同原理研发的监测仪器，为何会有较大差距？ 　　监测PM2.5到底难在哪？ 　　振荡天平法和β射线法仪器测得的数值都要与手工采样结果进行比对 　　“振荡天平法和β射线法的测量原理都没有错，不能笼统地说哪个偏高或偏低，这两种方法测得的数据都不是真值。颗粒物的构成很复杂，不像二氧化硫等污染物那样容易测量，各地的颗粒物成分也可能不同，监测工作因此就更为困难。现在，以手工采样的重量法作为基准，其他方法的监测值是否准确，要与手工采样的结果进行比较，手工采样测得的数值才被认为是真值。”中国环境监测总站大气室主任王瑞斌告诉记者，虽然手工采样也可能有颗粒物损失等问题，但在目前技术水平所能达到的范围内，就认为这是基准。 　　2011年11月1日，《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》(HJ618—2011)开始实施。所谓重量法，是指分别通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中PM2.5和PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出PM2.5和PM10的浓度。 　　振荡天平技术是上世纪80年代，由美国RP公司应用于环境颗粒物自动监测领域的。在仪器中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定、另一端装有滤膜的空心锥形玻璃管，样品气流通过滤膜，颗粒物被收集在滤膜上。在工作时，空心锥形玻璃管处于振荡状态，振荡频率会随着滤膜上收集颗粒物质量的变化发生改变，仪器通过准确测量频率变化得到颗粒物的质量，然后根据收集这些颗粒物时采集的样品体积计算出样品的浓度。 　　“但是，在测量过程中，为了消除水汽影响，需要加温，但加温过程会造成颗粒物中挥发性物质的损失，从而影响数据准确性。”王瑞斌告诉记者。为了解决这一问题，赛默飞研制出了滤膜动态测量系统(Filter Dynamic Measurement System，以下简称FDMS)，可对仪器结果进行校准。 　　“FDMS不是某种补偿措施，而是真正意义上能够准确测量到挥发性颗粒物，这是FDMS的设计初衷。”赛默飞世尔科技(中国)有限公司中国商务运营总监周晓斌强调。 　　在β射线法PM2.5颗粒物监测仪中，样品气体的相对湿度被调整到35％以下，样品进入仪器主机后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。滤膜两侧分别设置了β射线源和β射线检测器。随着滤膜上收集的颗粒物越来越多，颗粒物质量也随之增加，β射线检测器检测到的β射线强度也会相应地减弱。仪器通过分析β射线检测器的信号变化得到一定时段内采集的颗粒物质量数值，结合相同时段内采集样品体积，最终得出采样时段的颗粒物浓度。 　　据介绍，PM2.5监测的最大挑战就是水的问题和挥发性颗粒物的捕捉问题。即使采用手工采样，也会出现这些问题。采访中，周晓斌一直在强调，“只有发明了FDMS，才能真正测量PM2.5中挥发性颗粒物的情况”。 　　而业内专家表示，加装FDMS后，仪器的维护更为复杂，尤其是在国内颗粒物成分复杂的情况下。 　　周晓斌也承认，加装了FDMS后，维护工作量会增加。“振荡天平法仪器在美国的使用率达到62％左右，捕捉了别的方法不能捕捉的东西，这是有代价的，包括价格、维护等方面。目前，我们已经对这一仪器进行了改良，并在努力提高售后服务的能力。” 　　该如何选择监测仪器？ 　　组织开展PM2.5手工标准方法和自动监测方法的比对测试 　　对于正在筹备PM2.5监测工作的全国各地环保部门来说，该如何选择监测仪器？据记者了解，由中国环境监测总站牵头的比对工作正在进行，目前还没有形成最终报告。 　　为确保“十二五”PM2.5监测工作顺利开展，中国环境监测总站在去年12月开始着手准备PM2.5自动监测方法适用性比对测试工作，并制定了《PM2.5自动监测方法适用性比对测试实验方案》。 　　根据中国环境监测总站网站的消息，参考美国EPA对PM2.5自动监测仪器的认证方法，以我国手工监测标准方法为标准，要对不同厂家、不同原理的环境空气自动监测仪进行单机比对测试，以全