概述

1月2日，從飛機(jī)上俯瞰北京近郊霧霾，地面模糊不清，灰蒙蒙一片。自去年12月29日以來(lái)，受不利天氣形勢(shì)影響，中國(guó)出現(xiàn)大范圍持續(xù)重度空氣污染，人們出行都戴著防霧霾口罩。

PM2.5是造成霧霾的主要原因，究竟該如何檢測(cè)呢？國(guó)際上公認(rèn)的靠譜的PM2.5檢測(cè)方法是三種：重量法、β射線(xiàn)吸收法和微量振蕩天平法。前提是需要把PM2.5與較大的顆粒物分離。　　　　

一、首先要有一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

　　對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布，我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)規(guī)范》中有兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)：一是所有城市建成區(qū)評(píng)價(jià)點(diǎn)的均值應(yīng)盡量反映城市的實(shí)際空氣質(zhì)量總體水平；二是要能反映和代表城市污染的不同高低水平。為防止受到局部人為干擾、保證評(píng)價(jià)點(diǎn)位的代表性，《規(guī)范》還要求評(píng)價(jià)點(diǎn)位周?chē)?0米內(nèi)不應(yīng)有煙囪、爐窯等污染源，采樣口周?chē)諝饬魍?，不能有高大建筑物遮擋，高度要求?5-20米?！　?/p>

二、采集空氣，把PM2.5與較大的顆粒物分離

　　首先需要采樣，這個(gè)采樣器叫做切割器，外觀似倒扣的盤(pán)子狀。它就像捕魚(yú)的網(wǎng)一般，網(wǎng)眼的大小，決定了能捕獲“魚(yú)”的大小。監(jiān)測(cè)PM10、PM2.5、PM1.0的道理都一樣，就是“濾網(wǎng)”不一樣，通過(guò)的顆粒物大小也不一樣。

　　只要有空氣經(jīng)過(guò)，就立即被全天24小時(shí)不停轉(zhuǎn)的抽氣泵吸進(jìn)采集系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)這張“網(wǎng)”，把直徑大于2.5微米的顆粒物擋在門(mén)外，而小于等于2.5微米的顆粒物被吸入“喉管”——PM2.5這條“魚(yú)”，就這樣被篩選出來(lái)了。其實(shí)這和發(fā)生在我們呼吸道里的情形是非常相似的：大顆粒易被鼻腔、咽喉、氣管截留，而細(xì)顆粒則更容易到達(dá)肺的深處，從而產(chǎn)生更大的健康風(fēng)險(xiǎn)?！　?/p>

三、測(cè)定分離出來(lái)的PM2.5的重量

　　把分離出來(lái)的空氣通過(guò)管道后，用各種檢測(cè)方法測(cè)定PM2.5濃度。目前，各國(guó)環(huán)保部門(mén)廣泛采用的PM2.5測(cè)定方法有三種：重量法、β射線(xiàn)吸收法和微量振蕩天平法。

1、重量法

 　　將PM2.5直接截留到濾膜上，然后用天平稱(chēng)重，這就是重量法。值得一提的是，濾膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些極細(xì)小的顆粒還是能穿過(guò)濾膜。只要濾膜對(duì)于0.3微米以上的顆粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。損失部分極細(xì)小的顆粒物對(duì)結(jié)果影響并不大，因?yàn)槟遣糠诸w粒對(duì)PM2.5的重量貢獻(xiàn)很小。

　　重量法是最直接、最可靠的方法，是驗(yàn)證其它方法是否準(zhǔn)確的標(biāo)桿。然而重量法需人工稱(chēng)重，程序繁瑣費(fèi)時(shí)，自動(dòng)化程度低，不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。如果要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，就需要用到另外兩種方法。

2、β射線(xiàn)吸收法

　　將PM2.5收集到濾紙上，然后照射一束beta射線(xiàn)，射線(xiàn)穿過(guò)濾紙和顆粒物時(shí)由于被散射而衰減，衰減的程度和PM2.5的重量成正比。根據(jù)射線(xiàn)的衰減就可以計(jì)算出PM2.5的重量。

　　β射線(xiàn)吸收原理自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀適用范圍較廣，在24小時(shí)空氣質(zhì)量連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。在污染較重或地理位置重要的地方，測(cè)量時(shí)可每小時(shí)自動(dòng)得出一個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反映空氣中PM2.5濃度的變化情況，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有利于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，為環(huán)保部門(mén)進(jìn)行空氣質(zhì)量評(píng)估和政府決策提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。并極大的減少了人工工作量，不過(guò)其缺點(diǎn)是相對(duì)成本較高。

3、微量振蕩天平法

　　一頭粗一頭細(xì)的空心玻璃管，粗頭固定，細(xì)頭裝有濾芯?？諝鈴拇诸^進(jìn)，細(xì)頭出，PM2.5就被截留在濾芯上。在電場(chǎng)的作用下，細(xì)頭以一定頻率振蕩，該頻率和細(xì)頭重量的平方根成反比。于是，根據(jù)振蕩頻率的變化，就可以算出收集到的PM2.5的重量。

　　微量振蕩天平法的PM2.5監(jiān)測(cè)儀外形類(lèi)似微波爐，方方正正，上面則是一個(gè)電子顯示屏，所監(jiān)測(cè)的六項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在屏幕上跳躍。跟β射線(xiàn)吸收法一樣，振蕩天平監(jiān)測(cè)法能實(shí)時(shí)捕抓空氣中的PM2.5微粒，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按半小時(shí)、1小時(shí)、8小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)的目錄在顯示屏上顯示。而且，監(jiān)測(cè)設(shè)備24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)儲(chǔ)存?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)。

小結(jié)

盡管檢測(cè)方法多樣，但無(wú)論是重量法、β射線(xiàn)法，還是震蕩天平法、光散射法，目前開(kāi)展的大范圍的監(jiān)測(cè)中，法定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目還只有質(zhì)量濃度（單位體積混合物中某組分的質(zhì)量），僅僅監(jiān)測(cè)質(zhì)量濃度并不能真正獲知大氣氣溶膠顆粒物的實(shí)際污染狀況。

質(zhì)量濃度值僅僅是一個(gè)方面的數(shù)據(jù)，以后的儀器應(yīng)該往全方位監(jiān)測(cè)的方向發(fā)展，比如可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)地監(jiān)測(cè)顆粒物的粒徑，可以獲取每個(gè)顆粒物上的化學(xué)成分（混合狀態(tài)），具有高的時(shí)間分辨率，有了這樣的儀器，我們才能對(duì)PM2.5有更深刻的認(rèn)識(shí)。

（內(nèi)容參考儀器信息網(wǎng)）