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空氣監(jiān)測中的PM2.5指標(biāo)知識科普

來源:山東仁科測控技術(shù)有限公司   2021年02月25日 09:06  

2021年1月,全國339個(gè)地級及以上城市平均優(yōu)良天數(shù)比例為74.7%,同比上升5 . 2個(gè)百分點(diǎn);PM2.5濃度為54微克/立方米,同比下降15.6%。PM2.5治理效果十分顯著,藍(lán)天的“含金量”越來越高,也有越來越多的城市曬出自己的“靚照”。 

這一切的改變,離不開我國大氣環(huán)境治理體系的日趨完善、大氣環(huán)境治理能力現(xiàn)代化水平的大幅提升。

PM2.5一般指細(xì)顆粒物。細(xì)顆粒物又稱細(xì)粒、細(xì)顆粒、PM2.5。PM其實(shí)是顆粒物的意思,是英文particulate matter的簡稱,2.5表示的是每立方米空氣中這種顆粒的含量。例如PM2.5為0.042mg/m³,就表明每立方米空氣中PM2.5的含量是0.042毫克。

PM2.5是對空氣中直徑小于或等于2.5微米的固體顆?;蛞旱蔚目偡Q,也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。

細(xì)顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)是由美國在1997年提出的,主要是為了更有效地監(jiān)測隨著工業(yè)化日益發(fā)達(dá)而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準(zhǔn)中被忽略的對人體有害的細(xì)小顆粒物。細(xì)顆粒物指數(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn),因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。

2012年2月,同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了PM2.5監(jiān)測指標(biāo)。我國相關(guān)文件規(guī)定的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)值,為24小時(shí)平均濃度小于75微克/立方米。在我國24小時(shí)PM2.5平均值標(biāo)準(zhǔn)值為:優(yōu):0-35μg/m³;良:35-70μg/m³;輕度污染:70-115μg/m³;中度污染:115-150μg/m³;重度污染:150-250μg/m³;嚴(yán)重污染:大于250μg/m³及以上。以上這些數(shù)值只是我國的標(biāo)準(zhǔn),若與PM2.5標(biāo)準(zhǔn)相比,有一定的出入,僅僅達(dá)到世衛(wèi)組織設(shè)定的寬標(biāo)準(zhǔn)。

對于PM2.5的監(jiān)測,上*的靠譜的PM2.5檢測方法是三種:“重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法”。

1、重量法

將PM2.5直接截留到濾膜上,然后用天平稱重,這就是重量法。值得一提的是,濾膜并不能把所有的PM2.5都收集到,一些細(xì)小的顆粒還是能穿過濾膜。只要濾膜對于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率,就算是合格的。損失部分細(xì)小的顆粒物對結(jié)果影響并不大,因?yàn)槟遣糠诸w粒對PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。

重量法是直接、可靠的方法,是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的*。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費(fèi)時(shí),自動化程度低,不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測。如果要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動監(jiān)測,就需要用到另外兩種方法。

2、β射線吸收法

將PM2.5收集到濾紙上,然后照射一束beta射線,射線穿過濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減,衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量。

β射線吸收原理自動監(jiān)測儀適用范圍較廣,在24小時(shí)空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測中應(yīng)用廣泛。在污染較重或地理位置重要的地方,測量時(shí)可每小時(shí)自動得出一個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反映空氣中PM2.5濃度的變化情況,并可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,有利于遠(yuǎn)程監(jiān)測和自動控制,為環(huán)保部門進(jìn)行空氣質(zhì)量評估和政府決策提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。并減少了人工工作量,不過其缺點(diǎn)是相對成本較高。

3、微量振蕩天平法

一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管,粗頭固定,細(xì)頭裝有濾芯。空氣從粗頭進(jìn),細(xì)頭出,PM2.5就被截留在濾芯上。在電場的作用下,細(xì)頭以一定頻率振蕩,該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是,根據(jù)振蕩頻率的變化,就可以算出收集到的PM2.5的重量。

在這三種PM2.5檢測方法中,監(jiān)測地點(diǎn)的選擇也很重要,必須選在開闊的位置,而且附近有車和人群活動。每一個(gè)監(jiān)測子站監(jiān)測著方圓5公里內(nèi)的空氣質(zhì)量變化。PM2.5在空中的分布比較均勻,擴(kuò)散也均勻。因此每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)都能代表所檢測區(qū)域的空氣質(zhì)量情況,并不是僅僅代表每一個(gè)具體的位置。

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