环境空气中PM2.5自动监测方法比较及应用

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  摘 要:近年来,人们环境保护意识逐渐提升,环境空气污染问题开始成为人们关注的重点问题。在环境污染问题处理方面,PM2.5能够发挥一定作用,通过PM2.5自动监测方法对环境空气质量进行研究分析,从而为居民身心健康发展提供保障。本文主要对PM2.5自动监测方法进行对比分析,通过PM2.5自动监测方法应用探索了解国内环境空气质量监测成果。
  关键词:环境保护;PM2.5自动监测方法;应用分析
  中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)23-0352-02
  引 言
  雾霾天气是危害人类生命健康的重要影响因素之一,多数城市在进行环境空气污染问题处理时都会关注PM2.5,并对其自动监测方法进行应用研究。虽然国内PM2.5自动监测方法逐渐增多,但很多监测方法仍然在应用研究阶段,难以为环境空气污染治理提供有效基础保障。因此,有必要对当前环境空气中的PM2.5自动监测方法进行对比分析,通过应用研究分析发现自动监测方法存在的不足,促进PM2.5自动监测方法快速发展。
  1 PM2.5自动监测方法对比
  在城市进程逐渐加快的过程中,环境空气污染问题逐渐突显出来,成为威胁城镇居民环境生存空间的重要影响因素。中央与各级地方政府都对环境空气污染问题十分重视,相关环境保护部门为了响应国家号召,开始加大环境保护工作力度。在环境空气污染问题控制方面,多利用PM2.5自动监测系统进行空气质量检测,并将检测结果公布社会公众,为城市居民日常工作与出行提供参考(国内某城市PM2.5自动监测站如图1所示)。
  振荡天平法与β射线法是当前国内常用PM2.5自动监测方法。振荡天平法主要通过滤膜与锥形管和沉淀颗粒物形成振荡系统,通过滤膜截留气样中存在的沉淀颗粒物,根据系统气样流量与振荡频率变化对颗粒物浓度进行计算。β射线法主要通过β射线对特定时间内颗粒物物质添加量进行研究分析。在具体操作方面,需要通过采样管进行定量气样收集,当采样管滤膜表面存在气样颗粒物时,可以通过β射线穿透滤膜,原有射线便会出现变化[1]。技术人员可以根据空气颗粒物增加量与射线变化情况确定双方关系,然后进行颗粒物浓度计算。振荡天平法对工作人员专业能力有一定的要求,需要环境空气质量监测人员能够拥有一定的专业水平与较强的监测能力。β射线法主要通过射线变化情况与颗粒物增加量进行颗粒物浓度计算,对参与人员工作能力要求相对较少,一般利用盖革计数器对颗粒物浓度进行计算,监测效果相对较好。颗粒物浓度计算方式如下:
  2 分析PM2.5自动监测方法应用
  2.1 国外PM2.5自动监测方法应用情况分析
  以英国环境空气监测方法应用为研究案例,对国外发达国家PM2.5应用成效进行探索。英国主要通过振荡天平法对环境空气中颗粒物进行监测。由于振荡天平法采样膜温度偏高,所以部分半挥发性颗粒物可能会因为持续高温而挥发出去,从而影响到PM2.5自动监测方法测量结果。因此,为了纠正上述问题,英国有关部门便对颗粒物监测仪器进行研究分析。经研究发现,FDMS能够对振荡天平法检测仪起到一定作用,能够有效解决颗粒物测量结果偏差问题。在具体操作方面,气样颗粒物首先需要经过FDMS进样管干燥,然后才能进入振荡天平法检测仪器中,此时样品中的颗粒物质会逐渐沉淀于滤膜中。技术人员需要对时间段内滤膜中颗粒物质量进行测量,将颗粒物质量浓度求解出来。然后需要通過FDMS切换阀使气样颗粒物注入到冷凝器中,使有机物与气样颗粒物逐渐冷凝,并使用检测仪器中的滤膜将气样颗粒物截留下来,通过振荡天平法检测仪对冷凝后的纯净气流进行检测。因为气样中并没有出现颗粒物,所以滤膜重量不会增加。当滤膜中半挥发性颗粒物因为持续高温而逐渐挥发时,滤膜质量便会相应减少,挥发颗粒物质量等同于滤膜减轻质量。最后通过同等时间滤膜损失质量相同实验进行颗粒物浓度计算。
  2.2 国内PM2.5自动监测方法应用分析
  自2007年开始,国内便开始对环境空气中颗粒物浓度进行监测应用,通过各试点城市PM2.5监测仪器应用情况分析不同监测方法差异性。从2011年开始,国内环境空气PM2.5自动监测活动范围逐渐扩大,通过监测仪器应用统计分析发现,城市经济发展水平较高地区PM2.5自动监测活动完成度相对较高,能够满足检测仪器配套使用要求,环境空气质量监测效果良好。以上海试点城市环境空气PM2.5自动监测仪器为研究案例,对β射线法于振荡天平法两种监测方法应用效果进行对比。经试点研究发现,β射线法PM2.5自动监测方法颗粒物浓度检测结果明显超过振荡天平法。通过不同检测设备型号对比分析发现,进口检测仪器和国产检测仪器之间偏差值在5%。根据国内PM2.5自动监测方法应用分析可知,国产PM2.5自动监测仪器和国外检测仪器之间还存在一定差距[2]。因为国内区域内经济发展水平不一样,所以PM2.5自动监测方法应用研究深度不一,环境空气质量检测成果也存在一定差异。
  2.3 实验应用对比分析
  笔者以国内南方某城市环境空气作为实验研究地点,对PM2.5自动监测方法中的光浊度法与β射线法应用结果进行对比分析。经试验研究结果发现,光浊度法自动监测方法实验时间段中所得数据超过β射线法5~10%。光浊度法自动监测方法应用过程中可能会因为空气中水汽而出现较大变化,因为监测仪器和雨珠接触后瞬时值明显偏高了。在本研究实验中,实验地区处于夏季,环境空气中湿度偏高,光浊度法测量结果稳定性较差。由实验研究结果分析可知,在进行β射线法自动检测仪检测环境空气颗粒物浓度时,需要适当提高采样管温度,避免周围空气水汽对PM2.5自动监测设备检测结果造成影响。另外,采样管加热温度不可过量,需要操作人员根据动态加热系统进行温度调节。在具体环境空气颗粒物浓度自动监测方法实验过程中,实验人员必须结合国家相关PM2.5自动监测法相关规定进行实验操作方法制定。因为PM2.5自动监测方法在应用过程中可能会因为环境变化或者气候等因素而出现变化,因此必须综合考虑各种可能影响因素,尽量减少测量误差。
  3 结 语
  综合上述分析可知,PM2.5自动监测方法是检测环境空气质量的一种有效手段,在城市环境空气质量检测中具有应用研究价值。通过常见PM2.5自动监测方法对比发现,β射线法检测效果优于振荡天平法。通过国内外PM2.5自动监测方法与实验研究应用分析发现,国内PM2.5自动监测方法还不够成熟,在实际应用过程中还存在很多不确定性因素。因此,有关部门必须加强PM2.5自动监测方法应用探索,尽快完善相关检测仪器设备,为城市环境空气质量监测提供基础保障。
  参考文献
  [1]郑翔翔,洪正昉,陈 浩,陈 微,黄 芳,吕 晶,吴 军.PM2.5手工标准方法与自动监测法比对分析[J].环境污染与防治,2015(07).
  [2]何玮光.大气自动监测中PM2.5和PM10倒挂成因及处理方法研究[J].资源节约与环保,2016(12).
  收稿日期:2018-7-10
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