论文部分内容阅读
[摘 要]本文针对大气PM2.5监测数据质量主要影响因素和控制，结合理论实践，在简要阐述目前大气PM2.5监测方法的基础上，深入分析了影响大气PM2.5监测数据质量的主要因素，并提出相应的控制措施了。得出合理控制样品输送管路、采样流量、颗粒物截获质量与提高精密度是保证大气PM2.5监测数据质量主要途径的结论，希望对相关单位有一定帮忙。
[关键词]大气PM2.5；监测数据；影响因素；控制措施
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0291-01
引言：
大气PM2.5指的是空气中动力学等效直径小于或者等于2.5μm气溶胶微粒，大气PM2.5不但能降低大气的可见度，而且还会导致有毒有害的物质发生聚集，对人体造成的危害非常大，引起了社会各界人士的广泛关注。但我国对大气PM2.5监测的研究还不够深入，监测数据质量还没有达到标准要求。因此，本文基于理论实践，对大气PM2.5监测数据质量主要影响因素和控制做了如下分析。
1、我国目前大气PM2.5监测方法
在2012年5月下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求》中指出来了目前监测大气PM2.5的三种方法：第一种是重量法；第二种是β射线吸收法；第三种是微量振荡天平法。在具体应用过程中，无论哪一种监测方法，都需要先明确一个监测点，监测点并不能盲目设点，而是要通过一系列分析和调研，选择一处最能代表某一区域空气质量总体水平的位置。然后对监测点的空气进行全方位监测，把空气中PM2.5和大型颗粒物进行分离，再对分离出来的空气进行PM2.5浓度监测。
重量法是监测PM2.5速度最快最便捷的方法，主要监测过程为：把PM2.5截留到滤膜上，并用相应的天平进行称重，此方法也是验证β射线吸收法和微量振荡天平法是否准确的主要标准，但重量法具有很强的局限性，比如：自动化程度比较低，几乎所有的环节都需要人工来完成，人为发生失误时，监测的准确性也会大打折扣，而且不适合远距离监测。而β射线吸收法监测过程是把PM2.5收集到滤纸上，然后再照射一道β射线射线，β射线穿过滤纸和颗粒时会发生散射现象，从而减弱β射线的能量，其衰减程度和PM2.5的重量成正比，通过计算β射线的衰减量就可以得出PM2.5的重量。微量振荡天平法，指的是利用一端粗一端细的空心玻璃管，将粗的一端固定，细的一端装上滤芯，空气从粗的进入则PM2.5就会被截留在滤芯上，在电场的作用下，振荡粗的一端，则粗端的振荡频率细端的重量成反比，跟粗端振荡的频率就可以计算出PM2.5的重量。
2、影响大气PM2.5监测数据质量的主要因素
2.1样品运输管道因素的影响
当空气样品被收集以后，还需要通过很长的管道运输才能进行监测，随着使用次数的增加，样品运输管道的物化性能会发生不同程度的变化，比如：会有一部分固体颗粒粘结在管壁上，从而降低监测样品中PM2.5的含量。而且如果管道中粘结固体过多，则还会影响样品在管路中流动速度，导致PM2.5质量浓度监测的准确性发生变化【1】。
空气样品在运输过程中，温度对也会对PM2.5监测质量造成不同程度的影响。研究表明，如果空气样品的温度超过运输管道温度15℃，就属于典型热空气样品，会发生结露现象，甚至凝结成水，就会对PM2.5质量浓度的监测造成较大误差。
2.2样品采集流量因素的影响
在PM2.5质量浓度监测中，空气样品的流量不但是采样的体积，是测量PM2.5浓度的主要指标，而且也是引流动力，促使样品能有效通过粒径切割装置。如果设计空气样品流量和设计不相符，在监测中获得的空气动力学直径也不准确，就会发生大于2.5μm的颗粒物样品，导致PM2.5在监测时发生较大的误差。
3、提升大气PM2.5监测数据质量的控制措施
3.1 严格控制样品运输管理的质量
为最大限度上提升大气PM2.5监测数据质量，就必须加强对空气样品运输管道内壁的清理力度，并对各项数据的不同时期、不同环境进行全方位分析，准确找到PM2.5浓度发生变化的规律，并根据实际情况，编制内壁清洗方案和清洗时间，还要编制出运输管道内壁和空气PM2.5质量浓度的数据表，在具体操作过程中，严格执行表中的内容，一旦发现PM2.5质量浓度超过正常值太多，则要立即用污水乙醇清洗管路内壁。
同时，还要在管道内部上安装先进的质量浓度传感器，当PM2.5质量浓度变化比较大时，要高度重视，第一时间分析问题发生的原因，待问题全部解决以后，重新采样监测。如果采用微量振荡天平法进行监测，要确保在监测过程中，确保没有样品颗粒物从样品输送管路的管壁上掉落到标准膜上，以确保PM2.5质量浓度监测的质量【2】。
3.2合理控制样品采样流量
在空气样品采用流量控制时，要根据相应的监测环境，编制工作才作业计划，同时，还要定期对监测PM2.5质量浓度的仪器进行全方位检验，发现问题及时维修或者更换。确保PM2.5质量浓度监测仪器、收集仪器等时刻处于最佳的工作状态，在保证PM2.5质量浓度监测质量的基础上，确保各项工作能顺利开展。
3.3颗粒物截获质量监测控制
为满足长期连续采样测试的具体要求，目前在PM2.5质量浓度监测仪对截获在滤膜上的颗粒物质量的检测，主要振荡天平质量传感器和C-14β射线质量传感器。在具体监测过程过中，要求各项监测仪器的质量传感器能真实有效的监测出极其细微的质量增量。在监测时，采样的流量基本固定，则监测的周期越短，要求质量传感器的灵敏度也就越高【3】。一旦监测仪器的元件发生老化或者被污染，则势必会影响监测的准确性，所以在具体监测过程中，就需要定期采用质量已知的标准膜进行检验和校准PM2.5质量浓度监测仪器的质量传感器。
3.4精密度控制
在PM2.5质量浓度监测中，为最大限度上保证监测的准确性，就需要用2太颗粒物监测仪器同时监测PM2.5质量浓度，通常情况下，两组观察到的数值并不相同，存在监测精密度控制问题，主要原因是目前还不能生产出低浓度的颗粒标准膜。在PM2.5质量浓度监测中，最长用是单一级别的标准膜来对PM2.5质量浓度监测质量传感器进行校验
5、结束语
综上所述，本文结合理论实践，深入分析了大气PM2.5监测数据质量主要影响因素和控制，研究结果表明，通过严格控制样品运输管理的质量、合理控制样品采样流量、颗粒物截获质量监测控制、精密度控制四个方面可有效提升大气PM2.5监测数据质量，为当地气象准确播报空气中PM2.5含量提供真实有效的數据依据，确保每位民众都能做好防护措施，以降低PM2.5对人们的危害。
参考文献
[1]牛刚.环境空气监测中颗粒物异常的特征及原因分析[J].安徽化工，2017，43（02）：103-105.
[2]韦艺娴，雷敬玲，黄祖强，赵钟兴，刘伟清.利用PM_（2.5）长期监测数据优化常规大气环境监测点布局选址方案研究[J].大众科技，2016，18（12）：26-30+47.
[3]张智，白穆，游浩妍.基于MODIS数据的PM2.5反演在大气污染监测中的应用[J].测绘科学，2016，41（09）：42-46.
[关键词]大气PM2.5；监测数据；影响因素；控制措施
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0291-01
引言：
大气PM2.5指的是空气中动力学等效直径小于或者等于2.5μm气溶胶微粒，大气PM2.5不但能降低大气的可见度，而且还会导致有毒有害的物质发生聚集，对人体造成的危害非常大，引起了社会各界人士的广泛关注。但我国对大气PM2.5监测的研究还不够深入，监测数据质量还没有达到标准要求。因此，本文基于理论实践，对大气PM2.5监测数据质量主要影响因素和控制做了如下分析。
1、我国目前大气PM2.5监测方法
在2012年5月下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求》中指出来了目前监测大气PM2.5的三种方法：第一种是重量法；第二种是β射线吸收法；第三种是微量振荡天平法。在具体应用过程中，无论哪一种监测方法，都需要先明确一个监测点，监测点并不能盲目设点，而是要通过一系列分析和调研，选择一处最能代表某一区域空气质量总体水平的位置。然后对监测点的空气进行全方位监测，把空气中PM2.5和大型颗粒物进行分离，再对分离出来的空气进行PM2.5浓度监测。
重量法是监测PM2.5速度最快最便捷的方法，主要监测过程为：把PM2.5截留到滤膜上，并用相应的天平进行称重，此方法也是验证β射线吸收法和微量振荡天平法是否准确的主要标准，但重量法具有很强的局限性，比如：自动化程度比较低，几乎所有的环节都需要人工来完成，人为发生失误时，监测的准确性也会大打折扣，而且不适合远距离监测。而β射线吸收法监测过程是把PM2.5收集到滤纸上，然后再照射一道β射线射线，β射线穿过滤纸和颗粒时会发生散射现象，从而减弱β射线的能量，其衰减程度和PM2.5的重量成正比，通过计算β射线的衰减量就可以得出PM2.5的重量。微量振荡天平法，指的是利用一端粗一端细的空心玻璃管，将粗的一端固定，细的一端装上滤芯，空气从粗的进入则PM2.5就会被截留在滤芯上，在电场的作用下，振荡粗的一端，则粗端的振荡频率细端的重量成反比，跟粗端振荡的频率就可以计算出PM2.5的重量。
2、影响大气PM2.5监测数据质量的主要因素
2.1样品运输管道因素的影响
当空气样品被收集以后，还需要通过很长的管道运输才能进行监测，随着使用次数的增加，样品运输管道的物化性能会发生不同程度的变化，比如：会有一部分固体颗粒粘结在管壁上，从而降低监测样品中PM2.5的含量。而且如果管道中粘结固体过多，则还会影响样品在管路中流动速度，导致PM2.5质量浓度监测的准确性发生变化【1】。
空气样品在运输过程中，温度对也会对PM2.5监测质量造成不同程度的影响。研究表明，如果空气样品的温度超过运输管道温度15℃，就属于典型热空气样品，会发生结露现象，甚至凝结成水，就会对PM2.5质量浓度的监测造成较大误差。
2.2样品采集流量因素的影响
在PM2.5质量浓度监测中，空气样品的流量不但是采样的体积，是测量PM2.5浓度的主要指标，而且也是引流动力，促使样品能有效通过粒径切割装置。如果设计空气样品流量和设计不相符，在监测中获得的空气动力学直径也不准确，就会发生大于2.5μm的颗粒物样品，导致PM2.5在监测时发生较大的误差。
3、提升大气PM2.5监测数据质量的控制措施
3.1 严格控制样品运输管理的质量
为最大限度上提升大气PM2.5监测数据质量，就必须加强对空气样品运输管道内壁的清理力度，并对各项数据的不同时期、不同环境进行全方位分析，准确找到PM2.5浓度发生变化的规律，并根据实际情况，编制内壁清洗方案和清洗时间，还要编制出运输管道内壁和空气PM2.5质量浓度的数据表，在具体操作过程中，严格执行表中的内容，一旦发现PM2.5质量浓度超过正常值太多，则要立即用污水乙醇清洗管路内壁。
同时，还要在管道内部上安装先进的质量浓度传感器，当PM2.5质量浓度变化比较大时，要高度重视，第一时间分析问题发生的原因，待问题全部解决以后，重新采样监测。如果采用微量振荡天平法进行监测，要确保在监测过程中，确保没有样品颗粒物从样品输送管路的管壁上掉落到标准膜上，以确保PM2.5质量浓度监测的质量【2】。
3.2合理控制样品采样流量
在空气样品采用流量控制时，要根据相应的监测环境，编制工作才作业计划，同时，还要定期对监测PM2.5质量浓度的仪器进行全方位检验，发现问题及时维修或者更换。确保PM2.5质量浓度监测仪器、收集仪器等时刻处于最佳的工作状态，在保证PM2.5质量浓度监测质量的基础上，确保各项工作能顺利开展。
3.3颗粒物截获质量监测控制
为满足长期连续采样测试的具体要求，目前在PM2.5质量浓度监测仪对截获在滤膜上的颗粒物质量的检测，主要振荡天平质量传感器和C-14β射线质量传感器。在具体监测过程过中，要求各项监测仪器的质量传感器能真实有效的监测出极其细微的质量增量。在监测时，采样的流量基本固定，则监测的周期越短，要求质量传感器的灵敏度也就越高【3】。一旦监测仪器的元件发生老化或者被污染，则势必会影响监测的准确性，所以在具体监测过程中，就需要定期采用质量已知的标准膜进行检验和校准PM2.5质量浓度监测仪器的质量传感器。
3.4精密度控制
在PM2.5质量浓度监测中，为最大限度上保证监测的准确性，就需要用2太颗粒物监测仪器同时监测PM2.5质量浓度，通常情况下，两组观察到的数值并不相同，存在监测精密度控制问题，主要原因是目前还不能生产出低浓度的颗粒标准膜。在PM2.5质量浓度监测中，最长用是单一级别的标准膜来对PM2.5质量浓度监测质量传感器进行校验
5、结束语
综上所述，本文结合理论实践，深入分析了大气PM2.5监测数据质量主要影响因素和控制，研究结果表明，通过严格控制样品运输管理的质量、合理控制样品采样流量、颗粒物截获质量监测控制、精密度控制四个方面可有效提升大气PM2.5监测数据质量，为当地气象准确播报空气中PM2.5含量提供真实有效的數据依据，确保每位民众都能做好防护措施，以降低PM2.5对人们的危害。
参考文献
[1]牛刚.环境空气监测中颗粒物异常的特征及原因分析[J].安徽化工，2017，43（02）：103-105.
[2]韦艺娴，雷敬玲，黄祖强，赵钟兴，刘伟清.利用PM_（2.5）长期监测数据优化常规大气环境监测点布局选址方案研究[J].大众科技，2016，18（12）：26-30+47.
[3]张智，白穆，游浩妍.基于MODIS数据的PM2.5反演在大气污染监测中的应用[J].测绘科学，2016，41（09）：42-46.