环境空气中PM_2.5自动监测方法的比较与应用

摘要：随着我国经济的快速发展，人民的日益生活需求也在不断增长。在当前阶段，为了探测空气中对应的pm2.5水平数值，我们应当采用一些适当的监测方法。在使用这些监测方法的过程中，由于其对应的优越性存在一些不同的效果，因此，在对于不同的场地场景中，应该采用适当的检测方法。本文对几种检测方法进行了比较和分析，希望通过这样来给出相应的检測数据判定最优效果，也希望本文可以给广大读者带来参考性意见。

关键词：环境空气;pm2.5;监测;方法;比较

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.101

Comparison and application of PM2.5 automatic monitoring methods in ambient air

Li Peng

（Guangan Environmental Monitoring Station，Guangan Sichuan 638000，China）

Abstract：With the rapid development of Chinas economy， peoples daily living needs are also growing. At the present stage， in order to detect the corresponding PM2.5 level in the air， we should adopt some appropriate monitoring methods. In the process of using these monitoring methods， due to their corresponding advantages， there are some different effects. Therefore， appropriate detection methods should be adopted in different site scenarios. In this paper， several detection methods are compared and analyzed， hoping to give the corresponding detection data to determine the optimal effect， and also hope that this paper can bring reference opinions to the majority of readers.

Key words： Ambient air;Pm2.5;Monitoring;Methods;Comparison

我国京津冀、汾渭平原、长三角、成渝地区为PM2.5污染较为严重的地区。切实降低环境空气中PM2.5的浓度，对保障人民的身体健康具有积极意义。如何更加精准的监测环境空气中PM2.5的浓度，为大气污染防治提供决策依据。本文对几种典型的监测方法进行了对比分析，通过对这些检测的方法进行详细的比较和探究，可以为城市的相应检测设备发展提供更加恰当的选择以及优势，同时也有助于相应的自动检查方法成熟。

1 环境空气pm2.5检测方法的应用情况

根据我国《环境空气质量标准》（GB3095-2012），我国所有城市均开展了环境空气质量连续自动监测，监测项目均包括了pm2.5。各个城市为追求更精准的pm2.5监测结果，采用不同的监测方法，其中最常见的为β射线法和Teom法。这两种方法在工作原理上有明显的不同。同时，一些新型的检查方法也不断的进行尝试，以追求更精准的检测结果，比如光浊度法和射线法的混合，都可以使原本的检测方法得到进一步的升华，因此这种情况可以使得一些仪器的使用效果达到最优。

1.1 β射线法

对于β射线法，为测定环境空气中的PM2.5，其工作原理是通过PM10和PM2.5切割器分离出来，并通过滤带将分离后的PM2.5截留在滤带上。在采样前，由β射线照射粒子计数器，得到特定时间长的粒子计数，采样结束后，由于PM2.5对放射粒子有一定的吸收，再次通过特定时间长的粒子计数，根据放射粒子衰减颗粒质量之间的关系，可以得出空气中PM2.5的质量，结合采样体积，则可以得出空气中PM2.5的浓度。

1.2 Teom方法

Teom法，又称振荡天平法。其原理是颗粒物截留膜放置在振荡器的顶端，振荡器根据特定频率进行工作。当环境空气中的PM2.5经PM10和PM2.5切割器分离后，截留在膜上。随膜上截留的颗粒物质量的增加，振荡器工作的频率则随之降低。根据频率变化与膜上PM2.5质量的对应性，结合质量变化时间内的采样体积，则可以得出空气中PM2.5的浓度。

1.3 光浊度法

在使用该检测方法时，其所基于的原理是空气中颗粒物为不规则形状，当光照射在空气中PM2.5上，那么就有一定的散射光形成，从一定程度上来分析，颗粒物存在的浓度与光所照射的强度存在着一定的线性关系，通过一定的基础实验对此进行分析，发现这两者的数据比例在传递时以正比关系存在，此时再对光的含量进行数据测量，并借助于一些转换系数来对空气中的污染物质进行分析和检测，通过这种方法可以判断空气中污染物质的含量。但是在采用该方法时，会有明显的弊端存在，也就是当光照射在污染物的表面上时，会有一些周围因素的影响其照射的强度，正是有了这种影响的干扰关系，才使得所测的数据可能会与实际情况存在一定的出入，因此，在对于这种仪器的使用上，其并不是应用得非常广泛。

2 空气污染物自动监测方法的比较与分析

当前阶段，在对自动检测仪器和射线法检测仪器进行优势对比时，我国相应的研究专家已经做过了很多的工作。在一些具体的研究上面，通过一些对比实验数据可以发现，在采用这种方法对空气的污染物质进行测量时，射线法所对应的测量结果与真实的实际关系相应的粗糙程度会更大。但是在对两种测量关系进行对比时，其所与测量的污染物质含量的比例关系都存在一定的线性关系。在联合该两种方法对测量结果进行判定时，可以发现这些方法在对于不同浓度的污染物质含量进行测量时存在一定的误差，并且这种误差的传递，会因为污染物质的含量浓度升高而逐渐增大。在对振荡天平法与射线法的实验对比上，相应的辅助实现所采取的有很多种类，因此，本文主要对自动检测与光浊度检测方法进行了相应的优势对比。

2.1 实验过程与结论分析

实验所采用的仪器主要包含了颗粒空气污染物的采样器，同时还备用了一个射线法的污染物检测设备与一个光浊度法检测设备。本次实验所采用的地点在南方某城市的相应环境控制点上，所检测对应的时间包含了两个月的周期，对应的季节为一年的夏季。本文所做的实验，主要是对某日的平均值的数据一致性与相关性的分析，相应的实验步骤与方法都符合了国家所颁布的相应空气质量检测技术标准。

2.2 实验分析

通过做了一些对比实验可以发现，在对日平均值的污染物质趋势进行曲线分析时，发现这两种方法所对应的曲线变化趋势基本一致，通过这些曲线的变化趋势可以发现，利用射线法检测的数据的变化趋势与光浊度法检测的数据的误差会更低。其次，本文还对这两个方法进行了相应一次性的数据检验，其具体结果可见表 1。通过这种检验方法可以对这两种检测结果的相关性进行判断。根据这两组的具体数据，可以建立出回归方程式。因此可以得出结论，即光浊度的自动监测方法可以得到具有一定准确度的空气中 PM2.5 的瞬时浓度，空气中的水汽对射线自动监测方法的影响较大，而光浊度的自动监测方法在采集时如果遇到雨珠，瞬时值会更高。因为此次实验地点是夏季的南方城市，所以空气湿度较大，所以对光浊度法进行测量有着很大的影响。

根据上述实验过程及结果，需要注意的是在使用射线法的仪器时，应该对采样管进行加热减少水汽的影响，且不能过分加热，需要合理利用动态加热系统;在进行实验时，需要参照《国家环境检测网环境空气颗粒物自动监测手工比对核查技术规定（试行）》，将实验方法与手工方法进行对比，在对比发现实验合理后方可进行实验。

3 结论

综上所述，现在环境空气中PM2.5 自动监测方法主要有四种，本文对EMO法和射线法、联用法自动监测结果进行了阐述，并对射线自动监测方法与 光浊度自动监测方法的具体比较实验进行了分析，但所有的实验都受到地域环境因素的影响，因此不能以偏概全，我国应该建立PM2.5监测设备的使用性平臺，并对PM2.5 监测进行不断地研究。

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收稿日期：2019-05-23

作者简介：李鹏（1984-），男，汉族，学士，工程师，研究方向为环境空气自动监测。