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2019 - 10 - 15
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大量研究已经证实,受污染的空气的颗粒物质,被吸入到肺部后,能通过血液进入心脏、肝脏和肾脏等几乎所有的器官中,而纳米尺度的碳颗粒甚至能透过血脑屏障进入大脑中。而最近发表于《自然·通讯》杂志上的研究更是证实,碳颗粒已经可以透过胎盘屏障,而在胎盘靠近胎儿的部分中存在着上万个碳污染颗粒。这意味着,我们以为在母亲体内安全的胎儿其实正暴露在汽车尾气等各种空气污染物中。空气污染正在摧毁下一代?实际上危...
2019 - 10 - 15
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根据相关数据统计,2010年至2019年8月,消费者对车内异味投诉已达9300次。仅今年1月至8月,相关投诉就达1646次,预测全年投诉量将创历史新高。这一数据也说明了,近年来,车内的异味、刺激性气味成为人们广泛关注的问题。除了家里和办公室,车里可以说是我们主要滞留的一个场所,特别是对于很多上班族来说,漫长的通勤时间,若是时时刻刻与刺激性气味相伴,人们的健康便得不到有效的保障。随着对室内甲醛的关注...
2019 - 10 - 14
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2019 - 10 - 08
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近年来,车内空气质量成为消费者关注的焦点。相关数据显示,2010年至今年8月,车内异味位列十大汽车质量热点问题之一。人们近几年被“困”在车内的真相,其实就是因为车内空气污染问题。事实上,车内空气污染并不是个别现象,而是普遍存在的,同样地,相比室内空气污染来说,容易被人忽略。车内空气污染指汽车内部由于不通风、车体装修等原因造成的空气质量差的情况。汽车为什么会产生污染?车内空气污染源主要来自车体本身、...
2019 - 09 - 26
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不管是自装房还是精装房,装修完成之后的甲醛超标是一种非常普遍的现象,近几年被人们所熟知。新房装修,会大量用到人造板材,比如板材家具、吊顶龙骨、电视背景墙、木地板等等,都是以脲醛树脂作为胶粘剂的。而脲醛树脂本身的构成就有甲醛,在一定的温度、湿度综合作用下,就会开始挥发。装修之后关于甲醛的一系列问题,我们需要知道的还有很多。首先,装修后出现的异味问题。比起甲醛超标,在新装修或者翻新装修完成后,人们最先...
2019 - 09 - 24
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我们知道,甲醛是一种无色有刺激性气味的气体,对人眼、呼吸道、皮肤都有一定的刺激作用。甲醛很大程度上受到温度和相对湿度的影响,温度越高,甲醛挥发愈剧烈。同时,甲醛还易溶于水。人们在想办法解决甲醛问题的时候,会采取提高温度的方法。既然甲醛易溶于水,那么是不是新装修中放盆水就能除甲醛呢?新装修房的面积一般大概在100㎡左右,而一盆水与室内甲醛的接触面积也只有盆的面积大小而已,这是一个硬性的条件。水与甲醛...
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PM2.5是怎么测出来的?

日期: 2017-01-03
浏览次数: 154

PM2.5是怎么测出来的?

图为采用β射线法监测PM2.5的自动监测仪,传送带上黑色的原点是通过仪器自动采样得到的PM2.5。

PM2.5是怎么测出来的?

采集到的PM2.5滤膜,称重后可以存储在称重中心的滤膜存储实验室,以便日后滤膜的复查和成分分析使用。

PM2.5是怎么测出来的?

▲称重中心的滤膜称重系统一次可以对320片滤膜进行编码/读码和称重。


当雾霾来临,PM2.5充斥在每个角落时,我们每个人身处其中,呼吸着、感受着,可以说,对它的存在谁都不会陌生。但PM2.5是如何测量的?数据是怎么计算出来的?监测结果究竟准不准?


带着这些疑问,杭州除甲醛公司带大家一探PM2.5的监测全过程。


手工监测天平精度可达1微克


要确保PM2.5监测数据的准确性,测量方法很重要。


说到测量,手工重量法不得不提,它可是PM2.5监测的基准方法。


因此,想要清楚认知PM2.5的测量过程,首先必须明白手工重量法的工作原理。仪器质检室的工程师张杨说:“在监测点位用采样器以恒定采样流量抽取空气,使空气中的PM2.5被截留在提前称重好的空白滤膜上,根据采样前后滤膜的质量变化和累积采样体积,计算出PM2.5的浓度。”


接下来的问题是,采样滤膜又是如何称重的呢?


首先,对称重环境要求极高。用于采样的滤膜受温度、湿度、震动等人为因素的干扰较大,从现场采样后的滤膜需要进行24小时平衡再进行称重,平衡条件则需要温度保持在20℃±1℃左右,湿度保持在50% RH±5%RH左右。


“只有在同一个温湿度环境下进行称重,得出的数据才能够保持一致性。” 除了对外部环境有要求,张杨还介绍了称重设施包括滤膜和天平在内的具体情况:“一片滤膜的重量很轻,只有145~150毫克,这只是滤膜的重量,相比颗粒物的增量就更少了,在0.1~11.5毫克之间,对应的污染物浓度为4~500微克/立方米。所需天平的条件需要达到百万分之一,精度称量分辨率为1微克。”


想看称重先过急速风吹关


为了从各个因素控制称量误差,一个具备高要求的实验室是必需的。


2015年6月,中国环境监测总站质检室筹建了国家大气监测网颗粒物称重中心(以下简称称重中心),以满足国控点位颗粒物(PM10、PM2.5)比对采样滤膜的称重。


想走进称重中心,可不是一件容易事。


称重中心对人员、设备的出入条件限制有严格的要求。由于对外部环境洁净度的要求极高,外来人员在进入称重中心最外围空间时必须更换中心配备的拖鞋,以减少对室内环境的影响。接下来,步入更衣室更换工作服,紧接着在智能风淋室开启风淋设备,通过急速风吹进一步减少衣物携带的颗粒物。


这些准备都是为了最大化减少对称重环境的影响,确保手工比对工作科学、准确。


进入实验室,一台承载了320片滤膜的称重系统正在进行编码/读码和称重工作。“为了确保每片滤膜的唯一性以及加强滤膜管理,编码采用14位编码原则,包括站点编号、采样信息、年份月份等。”工作人员解释说,就好比是每个人都有唯一的身份证号,编码工作锁定了滤膜的唯一性,以保障比对工作的准确、无误。


从实验室的工作节奏来看,320片滤膜进行平衡的时间需要24小时,每片滤膜需要进行两次称重,每次误差需要保持小于0.04毫克,每片测量时间大概需要5分钟,这样整个称重320片滤膜就需要3~4天的时间。


那么,不合格的称重滤膜会不会成“漏网之鱼”流入监测环节呢?工作人员说:“天平中会放置一块标准滤膜,相当于质控,很早称好了,如果测量结果显示变化很大,说明其中有污染,这时就要及时进行处理。”


据工作人员介绍,2015年12月起,称重中心已经完成了直管站的5次比对工作,每次比对20个站点,比对内容包括PM10、PM2.5。可以说,比对工作极大地提高了PM2.5监测的科学性和准确性。


自动监测每五分钟出一个数值


从全国范围来看,目前,地方各个监测点位对PM2.5多采用连续自动监测法下的β射线法和震荡天平法进行测量。市面上的检测仪器也主要依据这两种方式进行工作。


“这根长长的管子就是采样管,一头连接监测仪器,另一头连接室外的空气,它的顶部有个采样头,上面有个切割器,通过切割器将空气中的PM2.5拦截下来后,顺着采样管进入监测仪器中。”来到颗粒物实验室,大气室研究员潘本锋首先介绍了采用β射线法监测PM2.5的自动监测仪。


近距离观察这台仪器,可以发现密闭的舱体内有一个白色传输纸带,纸带上按照一定的间隔已经分布了一些黑色的斑点。“这就是昨天通过仪器自动采样得到的PM2.5。”潘本锋解释了仪器的工作原理:传输进来的空气经过纸带,把所含的颗粒物过滤在纸带上。仪器可以发射β射线,如果纸带上附着颗粒物,就会使射线能量衰减,衰减的量与颗粒物的浓度有直接关系,这样我们就测量出颗粒物的浓度含量。


实验室里还有另外一种依靠振荡天平进行监测的仪器。潘本锋说,仪器的设计灵感来自于航天技术,“太空中有质量没有重量,质量不变怎么测颗粒物质量浓度?在太空里称重就用了振荡天平。”


观察这台振荡天平测量仪,可以发现仪器中有个振荡原件,以及空气中不断收集的颗粒物。振荡原件随着颗粒物的多少出现不同的振荡频率,当颗粒物越来越重,振荡原件摆动的频率就会越来越慢。通过实时测量振荡的频率,进一步测算出颗粒物含量的浓度是多少。


翻阅现场数据记录记者看到,两种监测仪器可以做到实时测量,每隔几秒进行一次更新,每5分钟出一个数值,可以做到边采样边测量,而工作人员则每小时读取一次PM2.5浓度。


据了解,为确保PM2.5监测的准确性,我国出台了PM2.5监测的一系列技术规范,对PM2.5监测的运行维护、人员资质和质保质控提出了明确的要求。


空气质量监测实行联网管理


对PM2.5监测数据实时公开发布,在为公众提供健康指引的同时,强化了社会监督,进一步提高PM2.5监测的准确性。


“全国城市空气质量实时发布平台自2013年1月1日正式对外发布。” 大气室高级工程师孟晓艳一边在电脑上调取各地PM2.5实时监测数据,一边说道:“监测数据每小时都会从子站传过来,不会有人为干扰,这些指标包括AQI和PM2.5在内的6项基本污染物。公众可以自行通过网络上的实时发布平台进行24小时历史查询。”


除了实时发布平台,在孟晓艳的办公电脑上,记者还看到了另外一套系统,“这是我们的国家空气质量监测联网管理平台,用于管理审核、评价各地上报的PM2.5等监测数据,以进一步保障监测数据的准确性。”孟晓艳解释说,这套系统的应用本身就是对PM2.5监测数据的一种质量控制。


“十二五”以来,依据建成区面积和人口密度,兼顾代表性、科学性、稳定性和维护的便利性,我国对城市空气质量监测点位进行了优化和调整,使监测数据能全面客观反映空气质量状况。目前,我国的监测点位已经涵盖了338个城市的1436个站点。


运维质量关系数据质量。2016年,按照“谁考核谁监测”的原则,环境保护部积极推进空气质量监测事权上收工作,截至2016年11月底,全国1436个国家空气质量监测站点已全面上收,由国家统一委托运维公司负责运行维护,监测数据直报国家并对外公开,从体制机制上切断地方干预监测数据的风险。


测量方法有哪些?


手工监测与自动监测各有优缺、互为补充


按测量方式划分,PM2.5的监测方法主要有手工重量法和连续自动法两种。连续自动监测法按照不同原理划分又可分为两种:振荡天平法和β射线法。


手工重量法是PM2.5监测的基准方法,用于判定连续自动监测方法的准确性和可靠性。美国和欧洲均以手工重量法作为PM2.5监测标准方法,并作为认证PM2.5自动监测仪器的基础方法。


我国也规定不同原理的PM2.5自动监测方法只有与手工重量法监测结果比对一致,才能应用于测量PM2.5。


但手工重量法耗时较长,需要将样品在恒温、恒湿条件下平衡24小时后进行测量,作为PM2.5自动监测的质控手段必不可少,但无法满足空气质量信息实时发布的需要。


连续自动监测法必须与手工重量法进行比对,且满足相关技术要求,才能用于PM2.5监测,是手工重量法的等效方法。它的特点是能够实时读取监测数据、时效性强,可及时向社会公众提供PM2.5实时数据和健康指引,在国内外得到广泛应用。


目前,我国各空气监测站点主要采用连续自动监测方法监测PM2.5,手工重量法主要用于连续自动监测方法的质量控制。


两种方法各有优缺点,互为补充。   


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