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空氣監測中的PM2.5指標知識科普

來源:山東仁科測控技術有限公司   2021年02月25日 08:54  

2021年1月,全國339個地級及以上城市平均優良天數比例為74.7%,同比上升5 . 2個百分點;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,離不開我國大氣環境治理體系的日趨完善、大氣環境治理能力現代化水平的大幅提升。

PM2.5一般指細顆粒物。細顆粒物又稱細粒、細顆粒、PM2.5。PM其實是顆粒物的意思,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微米的固體顆粒或液滴的總稱,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,但它對空氣質量和能見度等有重要的影響。

細顆粒物的標準早是由美國在1997年提出的,主要是為了更有效地監測隨著工業化日益發達而出現的、在舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。細顆粒物指數已經成為一個重要的測控空氣污染程度的指數。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠,因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

2012年2月,同意發布新修訂的《環境空氣質量標準》增加了PM2.5監測指標。我國相關文件規定的PM2.5標準值,為24小時平均濃度小于75微克/立方米。在我國24小時PM2.5平均值標準值為:優: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;嚴重污染:大于250μg/m³及以上。以上這些數值只是我國的標準,若與PM2.5標準相比,有一定的出入,僅僅達到世衛組織設定的寬標準。

對于PM2.5的監測,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

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,一些極細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。損失部分極細小的顆粒物對結果影響并不大,因為那部分顆粒對PM2.5的重量貢獻很小。

重量法是直接、可靠的方法,是驗證其它方法是否準確的*。然而重量法需人工稱重,程序繁瑣費時,自動化程度低,不適合進行遠距離監測。如果要實現實時自動監測,就需要用到另外兩種方法。

2、β射線吸收法

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由于被散射而衰減,衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據射線的衰減就可以計算出PM2.5的重量。

β射線吸收原理自動監測儀適用范圍較廣,在24小時空氣質量連續自動監測中應用廣泛。在污染較重或地理位置重要的地方,測量時可每小時自動得出一個監測數據,實時反映空氣中PM2.5濃度的變化情況,并可進行數據傳輸,有利于遠程監測和自動控制,為環保部門進行空氣質量評估和政府決策提供準確、可靠的數據依據。并極大的減少了人工工作量,不過其缺點是相對成本較高。

3、微量振蕩天平法

一頭粗一頭細的空心玻璃管,粗頭固定,細頭裝有濾芯。空氣從粗頭進,細頭出,PM2.5就被截留在濾芯上。在電場的作用下,細頭以一定頻率振蕩,該頻率和細頭重量的平方根成反比。于是,根據振蕩頻率的變化,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,監測地點的選擇也很重要,必須選在開闊的位置,而且附近有車和人群活動。每一個監測子站監測著方圓5公里內的空氣質量變化。PM2.5在空中的分布比較均勻,擴散也均勻。因此每個監測點都能代表所檢測區域的空氣質量情況,并不是僅僅代表每一個具體的位置。

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