圖為(wei)采(cai)用β射線法監測PM2.5的自動監測儀(yi)，傳送帶上黑(hei)色的原點是(shi)通過儀(yi)器(qi)自動采(cai)樣(yang)得到(dao)的PM2.5。

　　

　　采集到的(de)PM2.5濾(lv)膜，稱(cheng)重后可以存(cun)儲在稱(cheng)重中心的(de)濾(lv)膜存(cun)儲實驗(yan)室，以便日后濾(lv)膜的(de)復查和(he)成分(fen)分(fen)析使用。

　　

　　稱重中心的(de)濾膜(mo)稱重系統一次(ci)可(ke)以(yi)對320片(pian)濾膜(mo)進行編碼(ma)/讀(du)碼(ma)和稱重。

　　當霧霾來臨，PM2.5充(chong)斥在每個(ge)角落時，我們(men)每個(ge)人身處其中，呼(hu)吸著(zhu)、感受著(zhu)，可(ke)以說(shuo)，對它的存在誰都不會陌生。但PM2.5是如何測量的?數據是怎么計算出來的?監測結果究竟準不準?

　　帶著這些(xie)疑問，記者近日走入(ru)中國環(huan)境監測(ce)總(zong)站，對(dui)PM2.5的監測(ce)全過程一探究竟。

　　手工監測天平精度可達1微克(ke)

　　要(yao)確保PM2.5監(jian)測數據的準(zhun)確性，測量(liang)方(fang)法很(hen)重要(yao)。

　　說到(dao)測量，手(shou)工(gong)重量法(fa)不(bu)得(de)不(bu)提，它可是(shi)PM2.5監測的基(ji)準方法(fa)。

　　因此，想要清(qing)楚(chu)認知PM2.5的測(ce)量(liang)(liang)(liang)過程(cheng)(cheng)，首先必須明白手工(gong)重(zhong)量(liang)(liang)(liang)法的工(gong)作原理。儀器質檢室的工(gong)程(cheng)(cheng)師張楊(yang)說：“在監測(ce)點位用采樣(yang)器以恒定(ding)采樣(yang)流量(liang)(liang)(liang)抽取空(kong)氣， 使(shi)空(kong)氣中的PM2.5被截留在提前(qian)稱重(zhong)好(hao)的空(kong)白濾膜上，根(gen)據采樣(yang)前(qian)后濾膜的質量(liang)(liang)(liang)變化和累積(ji)采樣(yang)體積(ji)，計算出(chu)PM2.5的濃度(du)。”

　　接下來的問題是，采樣濾膜又是如(ru)何稱重的呢(ni)?

　　首先(xian)，對稱重環境要(yao)求(qiu)極高。用于采樣的(de)濾膜受(shou)溫(wen)度(du)、濕度(du)、震(zhen)動等(deng)人為因素的(de)干(gan)擾(rao)較大，從(cong)現場采樣后的(de)濾膜需要(yao)進行24小時平衡再進行稱重，平衡條件則需要(yao)溫(wen)度(du)保(bao)持在20℃±1℃左右(you)，濕度(du)保(bao)持在50% RH±5%RH左右(you)。

　　“只(zhi)(zhi)有在同一個溫(wen)濕度(du)環境下(xia)進行稱重，得(de)出的數據才(cai)能夠保(bao)持(chi)一致(zhi)性。” 除了對(dui)外部環境有要(yao)求，張楊還介紹了稱重設施包(bao)括濾(lv)膜(mo)(mo)和天平在內的具體情況：“一片濾(lv)膜(mo)(mo)的重量很輕，只(zhi)(zhi)有145~150毫(hao)(hao)克，這只(zhi)(zhi)是濾(lv)膜(mo)(mo)的重量，相(xiang)比(bi)顆粒 物的增量就更少了，在0.1~11.5毫(hao)(hao)克之間(jian)，對(dui)應的污(wu)染物濃度(du)為4~500微克/立(li)方米。所(suo)需(xu)(xu)天平的條件需(xu)(xu)要(yao)達到百萬分之一，精度(du)稱量分辨率為1微 克。”

　　想看稱(cheng)重先(xian)過急速風吹(chui)關

　　為了從各個(ge)因素(su)控(kong)制(zhi)稱(cheng)量誤(wu)差，一個(ge)具備高(gao)要(yao)求的實驗室是必需(xu)的。

　　2015年6月，中(zhong)國環境監測(ce)總(zong)站質檢室籌建了國家大氣監測(ce)網顆粒(li)物稱(cheng)重中(zhong)心(以(yi)下簡稱(cheng)稱(cheng)重中(zhong)心)，以(yi)滿足國控點位顆粒(li)物(PM10、PM2.5)比對(dui)采樣濾膜的稱(cheng)重。

　　想走進稱(cheng)重中心(xin)，可(ke)不是一件容易事(shi)。

　　稱(cheng)重中心(xin)對人(ren)員、設(she)備的出入(ru)條件限制有嚴(yan)格的要求(qiu)。由(you)于對外部(bu)環(huan)境潔凈度的要求(qiu)極高，外來人(ren)員在(zai)進(jin)入(ru)稱(cheng)重中心(xin)最外圍空間(jian)時必須(xu)更換中心(xin)配備的拖鞋(xie)，以(yi)減少 對室(shi)內(nei)環(huan)境的影(ying)響。接下來，步入(ru)更衣室(shi)更換工作(zuo)服，緊接著在(zai)智(zhi)能風淋室(shi)開啟風淋設(she)備，通(tong)過急速(su)風吹(chui)進(jin)一步減少衣物攜帶的顆粒物。

　　這些(xie)準備都是為了最大化(hua)減少對稱(cheng)重環(huan)境的(de)影響，確保手工(gong)(gong)比對工(gong)(gong)作科學(xue)、準確。

　　進入實驗室，一臺承載了320片濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)的(de)稱重(zhong)系統正在進行編(bian)碼/讀碼和(he)稱重(zhong)工(gong)作。“為了確(que)保(bao)每片濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)的(de)唯(wei)一性(xing)以及(ji)加(jia)強濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)管(guan)理，編(bian)碼采用14位(wei)編(bian)碼原則，包 括站點編(bian)號(hao)、采樣(yang)信息、年份(fen)月份(fen)等。”工(gong)作人(ren)員解釋說(shuo)，就好比(bi)是每個人(ren)都有唯(wei)一的(de)身份(fen)證號(hao)，編(bian)碼工(gong)作鎖定了濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)的(de)唯(wei)一性(xing)，以保(bao)障比(bi)對(dui)工(gong)作的(de)準確(que)、無誤。

　　從實驗(yan)室的(de)工作節奏來(lai)看，320片(pian)濾(lv)膜進行平衡的(de)時(shi)(shi)間需(xu)要(yao)24小時(shi)(shi)，每片(pian)濾(lv)膜需(xu)要(yao)進行兩次稱(cheng)重，每次誤(wu)差需(xu)要(yao)保持(chi)小于0.04毫克，每片(pian)測量(liang)時(shi)(shi)間大概(gai)需(xu)要(yao)5分鐘，這樣整(zheng)個稱(cheng)重320片(pian)濾(lv)膜就需(xu)要(yao)3~4天(tian)的(de)時(shi)(shi)間。

　　那么，不合格(ge)的稱重濾(lv)膜(mo)會(hui)不會(hui)成“漏網之魚”流入監測環(huan)節呢?工作人員(yuan)說(shuo)：“天平中會(hui)放置一塊標(biao)準(zhun)濾(lv)膜(mo)，相當于質(zhi)控，很早稱好了，如果測量結(jie)果顯示變化很大，說(shuo)明(ming)其中有(you)污染，這時(shi)就要及時(shi)進行處理(li)。”

　　據工作人員介紹，2015年12月(yue)起，稱重中心(xin)已經完成了直管站的5次(ci)(ci)比(bi)對(dui)工作，每(mei)次(ci)(ci)比(bi)對(dui)20個站點，比(bi)對(dui)內容包括(kuo)PM10、PM2.5。可以說，比(bi)對(dui)工作極大地提(ti)高了PM2.5監(jian)測的科學(xue)性(xing)和準確性(xing)。

　　自動監測(ce)每五分鐘出一個數值

　　從(cong)全國范圍來看，目前，地方各(ge)個監(jian)測(ce)點位對PM2.5多采用連續自動(dong)監(jian)測(ce)法下的β射線法和震蕩天平法進行測(ce)量。市(shi)面上(shang)的檢測(ce)儀器也主(zhu)要依(yi)據(ju)這兩種(zhong)方式(shi)進行工作。

　　“這根長(chang)長(chang)的管(guan)子就(jiu)是采樣(yang)管(guan)，一頭(tou)連(lian)接監測(ce)儀器(qi)(qi)，另(ling)一頭(tou)連(lian)接室外的空(kong)氣(qi)，它的頂部有(you)個采樣(yang)頭(tou)，上面有(you)個切(qie)割器(qi)(qi)，通過切(qie)割器(qi)(qi)將(jiang)空(kong)氣(qi)中的PM2.5攔截下來 后，順(shun)著采樣(yang)管(guan)進入監測(ce)儀器(qi)(qi)中。”來到顆粒物(wu)實驗室，大氣(qi)室研究員潘本鋒(feng)首先介紹(shao)了采用(yong)β射(she)線(xian)法(fa)監測(ce)PM2.5的自動監測(ce)儀。

　　近距離(li)觀察這臺儀器，可(ke)以發現密閉(bi)的(de)艙體內(nei)有一個白色傳輸(shu)紙帶(dai)，紙帶(dai)上(shang)按照一定的(de)間隔已經分布了一些黑色的(de)斑點(dian)。“這就是(shi)昨天通過儀器自動采樣得到的(de) PM2.5。”潘本鋒解釋(shi)了儀器的(de)工作原理(li)：傳輸(shu)進來的(de)空(kong)氣(qi)經過紙帶(dai)，把所含的(de)顆(ke)粒(li)物過濾在紙帶(dai)上(shang)。儀器可(ke)以發射(she)β射(she)線(xian)(xian)，如(ru)果紙帶(dai)上(shang)附著顆(ke)粒(li)物，就會使射(she) 線(xian)(xian)能量(liang)衰(shuai)減，衰(shuai)減的(de)量(liang)與顆(ke)粒(li)物的(de)濃(nong)度(du)有直接關系，這樣我們就測量(liang)出顆(ke)粒(li)物的(de)濃(nong)度(du)含量(liang)。

　　實驗室里還有(you)另外一(yi)種依靠振(zhen)蕩天平進行監測(ce)(ce)的(de)儀器(qi)。潘本鋒(feng)說，儀器(qi)的(de)設計(ji)靈感來自于(yu)航(hang)天技術(shu)，“太(tai)空中有(you)質(zhi)量沒有(you)重量，質(zhi)量不變怎么(me)測(ce)(ce)顆粒物(wu)質(zhi)量濃度?在太(tai)空里稱重就用了(le)振(zhen)蕩天平。”

　　觀察這臺振蕩(dang)(dang)天平測(ce)量儀，可以發現(xian)儀器(qi)中有個振蕩(dang)(dang)原件(jian)(jian)(jian)，以及(ji)空氣中不斷收集的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)物(wu)。振蕩(dang)(dang)原件(jian)(jian)(jian)隨著顆(ke)粒(li)物(wu)的(de)(de)(de)多少(shao)出現(xian)不同的(de)(de)(de)振蕩(dang)(dang)頻(pin)(pin)率，當(dang)顆(ke)粒(li)物(wu)越來(lai)(lai)越重，振蕩(dang)(dang)原件(jian)(jian)(jian)擺動的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率就會越來(lai)(lai)越慢。通(tong)過(guo)實時測(ce)量振蕩(dang)(dang)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率，進一步測(ce)算出顆(ke)粒(li)物(wu)含量的(de)(de)(de)濃度是(shi)多少(shao)。

　　翻閱現(xian)場數據記錄記者看到(dao)，兩種(zhong)監測(ce)儀器可以做到(dao)實(shi)時(shi)測(ce)量，每隔幾(ji)秒(miao)進行(xing)一次更新，每5分鐘(zhong)出一個(ge)數值，可以做到(dao)邊采樣邊測(ce)量，而工作人員(yuan)則每小時(shi)讀取一次PM2.5濃度。

　　據了(le)解，為確保PM2.5監測的(de)準確性，我國(guo)出臺(tai)了(le)PM2.5監測的(de)一(yi)系列(lie)技術規范，對(dui)PM2.5監測的(de)運行維護、人(ren)員資(zi)質和質保質控提出了(le)明(ming)確的(de)要(yao)求。

　　空氣質量(liang)監測實(shi)行聯網管理

　　對PM2.5監測數據實時公(gong)開發(fa)布(bu)，在為公(gong)眾提供健(jian)康指引(yin)的同時，強化(hua)了社會(hui)監督，進一步提高PM2.5監測的準(zhun)確性。

 　　“全國(guo)城(cheng)市空氣(qi)質量實(shi)(shi)時(shi)發(fa)布平臺自2013年1月1日正式對外發(fa)布。” 大氣(qi)室高級工程師孟曉艷一(yi)邊在(zai)(zai)電腦上調取各地PM2.5實(shi)(shi)時(shi)監測(ce)數(shu)據，一(yi)邊說(shuo)道(dao)：“監測(ce)數(shu)據每小時(shi)都會從子站傳過來，不會有人(ren)為干擾，這些指標包括AQI 和PM2.5在(zai)(zai)內的6項基本(ben)污染(ran)物。公眾可以(yi)自行通過網絡上的實(shi)(shi)時(shi)發(fa)布平臺進行24小時(shi)歷史查詢(xun)。”

　　除了(le)實(shi)時發布平臺，在孟曉(xiao)艷的(de)(de)辦公電腦上，記者還看到了(le)另外一套系統，“這是我們的(de)(de)國家空氣質(zhi)量監(jian)(jian)測(ce)聯網管理平臺，用于管理審核、評(ping)價各地上報的(de)(de) PM2.5等監(jian)(jian)測(ce)數(shu)(shu)據(ju)，以進一步保障監(jian)(jian)測(ce)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)準(zhun)確性。”孟曉(xiao)艷解釋(shi)說，這套系統的(de)(de)應用本身就是對(dui)PM2.5監(jian)(jian)測(ce)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)一種質(zhi)量控(kong)制。

　　“十二五(wu)”以(yi)來，依據建成區面(mian)積(ji)和人(ren)口密(mi)度，兼(jian)顧代表性(xing)、科學性(xing)、穩定性(xing)和維護的便利性(xing)，我國對(dui)城市(shi)空氣質(zhi)量監(jian)測點(dian)位進行(xing)了優化和調整，使監(jian)測數(shu)據能(neng)全面(mian)客觀反映空氣質(zhi)量狀況。目前(qian)，我國的監(jian)測點(dian)位已(yi)經涵蓋(gai)了338個城市(shi)的1436個站(zhan)點(dian)。

　　運維(wei)質量(liang)關系數(shu)據質量(liang)。2016年(nian)，按照“誰考(kao)核誰監(jian)測(ce)(ce)”的(de)原則，環境保(bao)護(hu)部(bu)積極(ji)推進空(kong)氣質量(liang)監(jian)測(ce)(ce)事權上(shang)收(shou)(shou)工作，截至2016年(nian)11月底，全國1436個 國家空(kong)氣質量(liang)監(jian)測(ce)(ce)站點已全面上(shang)收(shou)(shou)，由國家統一委托運維(wei)公司(si)負責運行維(wei)護(hu)，監(jian)測(ce)(ce)數(shu)據直報國家并對(dui)外公開，從體制機制上(shang)切(qie)斷地方干預監(jian)測(ce)(ce)數(shu)據的(de)風險。

　　多知道點(dian)

　　測量方法有哪些?

　　手工(gong)監測(ce)與自動監測(ce)各有(you)優缺(que)、互為補(bu)充

　　按測量方式劃分(fen)，PM2.5的監測方法(fa)主要有手工重量法(fa)和連續(xu)自(zi)動法(fa)兩(liang)種(zhong)。連續(xu)自(zi)動監測法(fa)按照不同原(yuan)理劃分(fen)又(you)可分(fen)為兩(liang)種(zhong)：振(zhen)蕩天平法(fa)和β射線法(fa)。

　　手工重(zhong)量(liang)法(fa)(fa)是PM2.5監(jian)測(ce)(ce)(ce)的基準方(fang)法(fa)(fa)，用于判定連續自動(dong)監(jian)測(ce)(ce)(ce)方(fang)法(fa)(fa)的準確性(xing)和可靠性(xing)。美國和歐(ou)洲(zhou)均以手工重(zhong)量(liang)法(fa)(fa)作為PM2.5監(jian)測(ce)(ce)(ce)標準方(fang)法(fa)(fa)，并作為認證(zheng)PM2.5自動(dong)監(jian)測(ce)(ce)(ce)儀(yi)器的基礎方(fang)法(fa)(fa)。

　　我(wo)國(guo)也規定(ding)不同(tong)原理的PM2.5自動(dong)監(jian)測(ce)(ce)方法只(zhi)有與(yu)手工重(zhong)量法監(jian)測(ce)(ce)結果比對一致，才能應用于測(ce)(ce)量PM2.5。

　　但手(shou)工重量(liang)(liang)法(fa)耗時較長，需(xu)要將樣品在恒溫、恒濕條件下平衡24小時后進行(xing)測(ce)(ce)量(liang)(liang)，作為PM2.5自動監測(ce)(ce)的(de)質控手(shou)段(duan)必(bi)不可少，但無(wu)法(fa)滿足空氣質量(liang)(liang)信息實時發布的(de)需(xu)要。

　　連續(xu)自動監測(ce)法(fa)必須與手工重(zhong)量法(fa)進行(xing)比(bi)對，且滿足(zu)相(xiang)關(guan)技術要求，才能(neng)(neng)用(yong)于PM2.5監測(ce)，是手工重(zhong)量法(fa)的等效方法(fa)。它的特點是能(neng)(neng)夠實時(shi)讀取(qu)監測(ce)數據、時(shi)效性強，可及時(shi)向社會公眾(zhong)提供PM2.5實時(shi)數據和健康指(zhi)引，在(zai)國內外得到廣泛應用(yong)。

　　目前，我國各空氣監測(ce)站點主(zhu)要(yao)采(cai)用連(lian)續(xu)自動(dong)監測(ce)方法(fa)監測(ce)PM2.5，手工重量法(fa)主(zhu)要(yao)用于連(lian)續(xu)自動(dong)監測(ce)方法(fa)的質(zhi)量控制(zhi)。

　　兩種方法各有優缺點(dian)，互為補充。