圖為采用β射線法監(jian)測(ce)PM2.5的(de)自動(dong)監(jian)測(ce)儀(yi)，傳送(song)帶上黑色的(de)原點是(shi)通過儀(yi)器(qi)自動(dong)采樣得到(dao)的(de)PM2.5。

　　

　　采集(ji)到(dao)的(de)PM2.5濾(lv)膜(mo)(mo)，稱重后(hou)可以存儲(chu)在(zai)稱重中(zhong)心的(de)濾(lv)膜(mo)(mo)存儲(chu)實驗(yan)室，以便日后(hou)濾(lv)膜(mo)(mo)的(de)復查和成(cheng)分分析使用。

　　

　　稱(cheng)重中心(xin)的濾膜稱(cheng)重系統一次(ci)可以對320片濾膜進行(xing)編碼/讀碼和稱(cheng)重。

　　當霧霾(mai)來(lai)臨，PM2.5充(chong)斥在(zai)每個角落時，我(wo)們每個人身處(chu)其中(zhong)，呼吸著(zhu)、感受(shou)著(zhu)，可(ke)以說，對它的(de)存在(zai)誰都不會陌(mo)生。但PM2.5是如何測量的(de)?數據是怎么計算(suan)出來(lai)的(de)?監測結果(guo)究竟準不準?

　　帶著(zhu)這些疑問，記者近日走(zou)入中國環(huan)境(jing)監(jian)測總站，對PM2.5的監(jian)測全過程一探究竟。

　　手工監測天平精(jing)度可達(da)1微(wei)克

　　要確(que)保PM2.5監(jian)測數據(ju)的準確(que)性，測量(liang)方法很(hen)重要。

　　說到測量(liang)，手工重量(liang)法不得不提(ti)，它可是PM2.5監測的基準方法。

　　因(yin)此，想要清楚認知(zhi)PM2.5的測(ce)量過程(cheng)，首先必須明白手工重量法的工作原理。儀器質(zhi)檢室的工程(cheng)師(shi)張楊說：“在監測(ce)點位用采(cai)樣(yang)器以恒定采(cai)樣(yang)流量抽取空氣(qi)(qi)， 使(shi)空氣(qi)(qi)中的PM2.5被截留在提(ti)前稱重好的空白濾膜上，根據采(cai)樣(yang)前后(hou)濾膜的質(zhi)量變化和累積采(cai)樣(yang)體積，計算出PM2.5的濃度。”

　　接下來的問題是，采樣濾膜(mo)又是如何稱重的呢?

　　首先，對(dui)稱重(zhong)環境要求極高。用于采樣的(de)(de)濾(lv)膜受溫度(du)、濕度(du)、震動等(deng)人為(wei)因(yin)素(su)的(de)(de)干擾較大，從現場采樣后的(de)(de)濾(lv)膜需要進行24小時(shi)平(ping)衡(heng)再(zai)進行稱重(zhong)，平(ping)衡(heng)條件則需要溫度(du)保(bao)持在20℃±1℃左(zuo)(zuo)右，濕度(du)保(bao)持在50% RH±5%RH左(zuo)(zuo)右。

　　“只有(you)在(zai)同一個(ge)溫濕度(du)環(huan)境下(xia)進行(xing)稱重，得(de)出的(de)數據才能夠保持一致(zhi)性。” 除了(le)對外部(bu)環(huan)境有(you)要(yao)求，張楊(yang)還介紹了(le)稱重設施包括(kuo)濾(lv)膜(mo)(mo)和天平在(zai)內(nei)的(de)具體情況：“一片濾(lv)膜(mo)(mo)的(de)重量很輕(qing)，只有(you)145~150毫克(ke)，這只是(shi)濾(lv)膜(mo)(mo)的(de)重量，相比顆粒 物的(de)增量就(jiu)更少了(le)，在(zai)0.1~11.5毫克(ke)之間，對應(ying)的(de)污染物濃(nong)度(du)為(wei)4~500微(wei)克(ke)/立方米(mi)。所需天平的(de)條件(jian)需要(yao)達到百萬分(fen)之一，精度(du)稱量分(fen)辨率為(wei)1微(wei) 克(ke)。”

　　想看稱重先過急速風吹(chui)關(guan)

　　為了從各個因素控(kong)制稱量(liang)誤(wu)差，一(yi)個具備高(gao)要求的實(shi)驗室是(shi)必需的。

　　2015年6月，中國(guo)(guo)環境監測總站質檢(jian)室籌建了國(guo)(guo)家大氣監測網顆(ke)粒(li)物稱重(zhong)中心(xin)(xin)(以(yi)下簡稱稱重(zhong)中心(xin)(xin))，以(yi)滿足國(guo)(guo)控點位顆(ke)粒(li)物(PM10、PM2.5)比對采樣濾膜的稱重(zhong)。

　　想(xiang)走進(jin)稱重(zhong)中心，可不是一(yi)件(jian)容(rong)易(yi)事(shi)。

　　稱重(zhong)中(zhong)(zhong)心對(dui)人員(yuan)、設(she)備(bei)的出(chu)入條件(jian)限制有嚴(yan)格的要求。由于對(dui)外部環境潔凈度的要求極高，外來(lai)人員(yuan)在(zai)進入稱重(zhong)中(zhong)(zhong)心最外圍空間時(shi)必須更換中(zhong)(zhong)心配備(bei)的拖鞋(xie)，以減少 對(dui)室(shi)內環境的影響。接(jie)下(xia)來(lai)，步入更衣室(shi)更換工作(zuo)服，緊接(jie)著在(zai)智能(neng)風(feng)(feng)(feng)淋(lin)室(shi)開(kai)啟(qi)風(feng)(feng)(feng)淋(lin)設(she)備(bei)，通(tong)過(guo)急(ji)速風(feng)(feng)(feng)吹進一(yi)步減少衣物攜帶的顆粒物。

 　　這些準備都(dou)是為了最大化減少(shao)對(dui)(dui)稱重環(huan)境的影響(xiang)，確保(bao)手(shou)工(gong)比對(dui)(dui)工(gong)作科(ke)學(xue)、準確。

　　進(jin)入實驗室，一(yi)臺承(cheng)載了320片(pian)濾(lv)(lv)膜的稱重(zhong)(zhong)系統正在進(jin)行編(bian)碼/讀碼和稱重(zhong)(zhong)工(gong)(gong)作。“為了確保(bao)每片(pian)濾(lv)(lv)膜的唯(wei)一(yi)性以及加強濾(lv)(lv)膜管理，編(bian)碼采(cai)(cai)用14位(wei)編(bian)碼原則，包 括站(zhan)點編(bian)號、采(cai)(cai)樣信息(xi)、年份月(yue)份等。”工(gong)(gong)作人員解(jie)釋(shi)說，就(jiu)好(hao)比是每個(ge)人都有(you)唯(wei)一(yi)的身(shen)份證(zheng)號，編(bian)碼工(gong)(gong)作鎖(suo)定了濾(lv)(lv)膜的唯(wei)一(yi)性，以保(bao)障(zhang)比對工(gong)(gong)作的準確、無誤(wu)。

　　從實(shi)驗室的工(gong)作節奏來(lai)看，320片(pian)濾膜進(jin)行平(ping)衡的時(shi)間需(xu)(xu)(xu)(xu)要24小(xiao)時(shi)，每片(pian)濾膜需(xu)(xu)(xu)(xu)要進(jin)行兩次稱重(zhong)，每次誤差需(xu)(xu)(xu)(xu)要保持小(xiao)于0.04毫克(ke)，每片(pian)測量時(shi)間大概需(xu)(xu)(xu)(xu)要5分鐘(zhong)，這樣(yang)整個(ge)稱重(zhong)320片(pian)濾膜就(jiu)需(xu)(xu)(xu)(xu)要3~4天的時(shi)間。

　　那么，不(bu)合格的稱(cheng)重濾膜會不(bu)會成“漏網之魚(yu)”流入監測環節呢?工(gong)作人員說：“天平中(zhong)會放(fang)置一(yi)塊標準濾膜，相當于(yu)質(zhi)控，很早(zao)稱(cheng)好了，如果測量結(jie)果顯示變(bian)化很大(da)，說明其中(zhong)有污染，這時就要及時進行(xing)處理。”

　　據工作人員介紹，2015年12月起，稱重中心(xin)已(yi)經完成了(le)直管(guan)站(zhan)的5次(ci)比(bi)(bi)對工作，每(mei)次(ci)比(bi)(bi)對20個站(zhan)點，比(bi)(bi)對內容(rong)包括PM10、PM2.5。可以說，比(bi)(bi)對工作極大地(di)提高(gao)了(le)PM2.5監(jian)測(ce)的科學性和準確性。

　　自(zi)動(dong)監測每五分鐘出一個數(shu)值

　　從全國范(fan)圍來(lai)看，目前，地方各個監測點位對PM2.5多采用連續自動監測法下的β射線法和震(zhen)蕩天平法進(jin)(jin)行(xing)測量。市面上的檢(jian)測儀器也主(zhu)要依據這(zhe)兩種方式進(jin)(jin)行(xing)工作。

　　“這根長(chang)長(chang)的(de)(de)管子就是采(cai)(cai)樣管，一頭連(lian)接監(jian)(jian)測儀器，另(ling)一頭連(lian)接室外的(de)(de)空氣，它的(de)(de)頂部(bu)有(you)(you)個采(cai)(cai)樣頭，上面有(you)(you)個切割器，通過切割器將空氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)PM2.5攔截下來 后，順著采(cai)(cai)樣管進入監(jian)(jian)測儀器中(zhong)(zhong)。”來到顆(ke)粒物實驗室，大(da)氣室研(yan)究員潘(pan)本鋒首先介(jie)紹了采(cai)(cai)用(yong)β射線(xian)法監(jian)(jian)測PM2.5的(de)(de)自動監(jian)(jian)測儀。

　　近距離(li)觀察這(zhe)臺儀器(qi)(qi)，可以發現密(mi)閉的(de)(de)艙體內有(you)(you)一個白色傳(chuan)輸紙帶，紙帶上(shang)按照一定的(de)(de)間隔已經分布了(le)一些黑色的(de)(de)斑點。“這(zhe)就是昨天通過(guo)儀器(qi)(qi)自動采樣得(de)到的(de)(de) PM2.5。”潘本鋒解釋(shi)了(le)儀器(qi)(qi)的(de)(de)工作(zuo)原理：傳(chuan)輸進(jin)來的(de)(de)空氣經過(guo)紙帶，把所(suo)含的(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)物(wu)(wu)過(guo)濾在紙帶上(shang)。儀器(qi)(qi)可以發射β射線，如果紙帶上(shang)附著(zhu)顆(ke)粒(li)(li)物(wu)(wu)，就會使射 線能(neng)量衰減(jian)，衰減(jian)的(de)(de)量與(yu)顆(ke)粒(li)(li)物(wu)(wu)的(de)(de)濃(nong)度有(you)(you)直(zhi)接關系，這(zhe)樣我們(men)就測量出顆(ke)粒(li)(li)物(wu)(wu)的(de)(de)濃(nong)度含量。

　　實(shi)驗室里(li)還有(you)另外一(yi)種依靠振蕩(dang)天(tian)平進(jin)行監測的儀(yi)器。潘本鋒說，儀(yi)器的設計靈感來自(zi)于航天(tian)技術，“太空(kong)(kong)中有(you)質(zhi)量(liang)沒(mei)有(you)重量(liang)，質(zhi)量(liang)不變(bian)怎么測顆粒物質(zhi)量(liang)濃度?在太空(kong)(kong)里(li)稱重就用(yong)了振蕩(dang)天(tian)平。”

　　觀察這臺振蕩(dang)(dang)天平測量儀，可以發現儀器中(zhong)有個振蕩(dang)(dang)原件，以及空氣中(zhong)不(bu)斷收集的(de)(de)顆粒(li)物(wu)。振蕩(dang)(dang)原件隨著顆粒(li)物(wu)的(de)(de)多少出現不(bu)同的(de)(de)振蕩(dang)(dang)頻率，當顆粒(li)物(wu)越來越重，振蕩(dang)(dang)原件擺動的(de)(de)頻率就會越來越慢(man)。通過實時(shi)測量振蕩(dang)(dang)的(de)(de)頻率，進(jin)一步測算出顆粒(li)物(wu)含量的(de)(de)濃度是(shi)多少。

　　翻閱現場數據(ju)記錄(lu)記者看到，兩(liang)種監測儀(yi)器可以(yi)做(zuo)到實(shi)時(shi)測量(liang)，每(mei)隔幾秒進(jin)行一(yi)(yi)次更(geng)新，每(mei)5分鐘出(chu)一(yi)(yi)個數值，可以(yi)做(zuo)到邊(bian)采樣(yang)邊(bian)測量(liang)，而工作人員(yuan)則每(mei)小時(shi)讀(du)取(qu)一(yi)(yi)次PM2.5濃度。

　　據了解，為確保(bao)(bao)PM2.5監(jian)(jian)測的(de)準確性，我(wo)國出(chu)臺了PM2.5監(jian)(jian)測的(de)一(yi)系(xi)列技(ji)術規(gui)范，對PM2.5監(jian)(jian)測的(de)運行(xing)維(wei)護(hu)、人員資質(zhi)和質(zhi)保(bao)(bao)質(zhi)控提出(chu)了明確的(de)要(yao)求。

　　空氣質量監測實行聯網管理

　　對PM2.5監(jian)測數據實時公開發布，在(zai)為公眾提供健康指引的同時，強化了社會監(jian)督，進一(yi)步提高PM2.5監(jian)測的準確性。

　　“全國城市空氣質量(liang)實時(shi)發布(bu)平臺自2013年(nian)1月1日(ri)正式對(dui)外發布(bu)。” 大氣室高(gao)級工程師孟曉(xiao)艷一(yi)邊在(zai)電腦上(shang)(shang)調取各(ge)地(di)PM2.5實時(shi)監測數(shu)據，一(yi)邊說(shuo)道：“監測數(shu)據每(mei)小(xiao)時(shi)都會從子站(zhan)傳過來，不會有人為(wei)干擾(rao)，這些(xie)指(zhi)標包括AQI 和PM2.5在(zai)內的6項基(ji)本污染物(wu)。公眾可(ke)以自行(xing)通過網絡上(shang)(shang)的實時(shi)發布(bu)平臺進行(xing)24小(xiao)時(shi)歷史查詢。”

　　除了實時發布平(ping)臺(tai)，在孟曉艷(yan)的(de)辦公電腦上，記者還(huan)看到了另外一(yi)套系統(tong)(tong)，“這(zhe)是我們的(de)國家(jia)空氣(qi)質量監(jian)測聯網(wang)管理(li)(li)平(ping)臺(tai)，用(yong)于管理(li)(li)審(shen)核(he)、評價各地(di)上報的(de) PM2.5等(deng)監(jian)測數(shu)據，以進(jin)一(yi)步保障監(jian)測數(shu)據的(de)準確性。”孟曉艷(yan)解釋(shi)說(shuo)，這(zhe)套系統(tong)(tong)的(de)應用(yong)本身就是對PM2.5監(jian)測數(shu)據的(de)一(yi)種質量控制。

　　“十二五”以(yi)來(lai)，依(yi)據建(jian)成區面積和人口密度，兼顧代表性(xing)、科學性(xing)、穩定性(xing)和維(wei)護的便利(li)性(xing)，我國(guo)對城(cheng)市空氣(qi)質量(liang)監測點位進(jin)行了(le)優化和調(diao)整，使監測數據能全面客觀反(fan)映空氣(qi)質量(liang)狀況(kuang)。目前，我國(guo)的監測點位已(yi)經涵蓋了(le)338個(ge)城(cheng)市的1436個(ge)站點。

　　運維(wei)(wei)質(zhi)量關系數據(ju)質(zhi)量。2016年，按照“誰(shui)考核誰(shui)監測(ce)(ce)”的原則，環(huan)境保(bao)護部積極推進(jin)空(kong)氣質(zhi)量監測(ce)(ce)事權上收工作，截至2016年11月底，全(quan)(quan)國(guo)(guo)1436個 國(guo)(guo)家(jia)空(kong)氣質(zhi)量監測(ce)(ce)站點(dian)已全(quan)(quan)面上收，由國(guo)(guo)家(jia)統一(yi)委托運維(wei)(wei)公司負責運行(xing)維(wei)(wei)護，監測(ce)(ce)數據(ju)直報國(guo)(guo)家(jia)并對(dui)外(wai)公開，從體制(zhi)機(ji)制(zhi)上切斷(duan)地(di)方(fang)干(gan)預監測(ce)(ce)數據(ju)的風(feng)險。

　　多知道(dao)點

　　測量方(fang)法有哪些(xie)?

　　手工(gong)監(jian)測(ce)與(yu)自動監(jian)測(ce)各有優缺、互為補充(chong)

　　按(an)測量(liang)(liang)方式(shi)劃分(fen)，PM2.5的監(jian)測方法(fa)主要有(you)手工重量(liang)(liang)法(fa)和連續自動法(fa)兩(liang)種。連續自動監(jian)測法(fa)按(an)照不同(tong)原理劃分(fen)又可分(fen)為兩(liang)種：振蕩天平法(fa)和β射線法(fa)。

　　手(shou)工(gong)重量(liang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是PM2.5監(jian)(jian)測(ce)的(de)基(ji)準(zhun)(zhun)方法(fa)(fa)(fa)(fa)，用于判定連續(xu)自(zi)動監(jian)(jian)測(ce)方法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)準(zhun)(zhun)確性和(he)可(ke)靠性。美國和(he)歐洲(zhou)均以手(shou)工(gong)重量(liang)法(fa)(fa)(fa)(fa)作為PM2.5監(jian)(jian)測(ce)標準(zhun)(zhun)方法(fa)(fa)(fa)(fa)，并作為認證PM2.5自(zi)動監(jian)(jian)測(ce)儀(yi)器的(de)基(ji)礎方法(fa)(fa)(fa)(fa)。

　　我國也(ye)規(gui)定不同(tong)原理的(de)PM2.5自動監測方法只有與手(shou)工(gong)重量(liang)(liang)法監測結果比對一(yi)致，才能(neng)應用于(yu)測量(liang)(liang)PM2.5。

　　但手(shou)工重量法耗時(shi)較(jiao)長，需要(yao)將樣品(pin)在恒溫(wen)、恒濕(shi)條(tiao)件下(xia)平衡24小時(shi)后進行測(ce)量，作為PM2.5自(zi)動監(jian)測(ce)的質控(kong)手(shou)段必不(bu)可少，但無法滿足空氣質量信(xin)息實時(shi)發布的需要(yao)。

　　連續自(zi)動監測(ce)法(fa)(fa)必須與手工重量法(fa)(fa)進行(xing)比(bi)對，且滿足相關技術要求(qiu)，才能用(yong)于PM2.5監測(ce)，是(shi)手工重量法(fa)(fa)的(de)等效方法(fa)(fa)。它(ta)的(de)特點是(shi)能夠實時讀取(qu)監測(ce)數據、時效性強，可(ke)及時向社(she)會(hui)公(gong)眾提供PM2.5實時數據和健康指引，在國內(nei)外得到廣泛應用(yong)。

　　目(mu)前，我國各空氣監(jian)測站點主(zhu)要(yao)采用連續(xu)自動監(jian)測方法監(jian)測PM2.5，手工重量法主(zhu)要(yao)用于連續(xu)自動監(jian)測方法的質量控(kong)制。

　　兩種方法各(ge)有優(you)缺點，互為補充。