霧霾頻頻來襲。打開手機(jī)查看PM2.5數(shù)值預(yù)報(bào)并與人的自身感受對(duì)照，會(huì)感覺略微的差異，這不免讓人產(chǎn)生疑慮：儀器監(jiān)測(cè)出來的PM2.5值準(zhǔn)嗎？一起來探究一下吧。
為什么有時(shí)人們的體感和PM2.5監(jiān)測(cè)值不太一樣？
“人們常常憑自己的感覺判斷空氣質(zhì)量，例如通過視覺目測(cè)大氣能見度，或者通過嗅覺感受所呼吸的空氣是否有刺激性氣味等等。”中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所副所長劉建國告訴記者，這些體感因素并不能完全真實(shí)地反映霧霾天氣的嚴(yán)重程度，更難以用來判斷PM2.5值的高低。
他分析說，大氣能見度受很多因素影響，除了空氣污染外，溫度、濕度等氣象因素的變化也會(huì)引起大氣能見度的變化。很多時(shí)候，大范圍的嚴(yán)重霧霾往往和靜穩(wěn)天氣密切相關(guān)。大氣在垂直方向出現(xiàn)逆溫，空氣中的懸浮顆粒污染物被阻滯集聚在大氣邊界層下方，難以擴(kuò)散和稀釋。與此同時(shí)，含有硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)碳和揮發(fā)性有機(jī)污染物成分的大氣細(xì)顆粒物，不僅是形成霧滴的凝結(jié)核，而且也存在吸濕性增長。在不利氣象因素下極易形成惡性循環(huán)，形成霧和霾長時(shí)間共存、難以消散的局面。因此，人們對(duì)霧霾的體感會(huì)大大增強(qiáng)。
“為了身體健康，人們自然會(huì)關(guān)注空氣質(zhì)量。但要治霾，首先要對(duì)霾的主要成因大氣細(xì)粒子（PM2.5）及其時(shí)空分布和區(qū)域輸送進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)PM2.5的成分分析，結(jié)合大氣污染源清單和預(yù)報(bào)模型，來掌握不同地區(qū)PM2.5的來源，我們才能對(duì)癥下藥。”劉建國說。
準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)PM2.5需要解決哪些技術(shù)難題？
目前，國內(nèi)外對(duì)PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)主要有濾膜采樣—人工稱重法、石英微量振蕩天平法和β射線法。其中，人工稱重法是美國環(huán)保署和我國環(huán)保部推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法，但由于需要較長的采樣時(shí)間，無法提供目前空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)和預(yù)報(bào)所需要的每小時(shí)均值。而石英微量振蕩天平法和β射線法等方法是自動(dòng)監(jiān)測(cè)，每小時(shí)可獲得一個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果，被稱作“等效方法”。所有等效方法的監(jiān)測(cè)值都要與標(biāo)準(zhǔn)方法所獲得的結(jié)果進(jìn)行比較，以確定其是否準(zhǔn)確。
“為防止采樣過程中水汽凝結(jié)的影響，無論是石英微量振蕩天平法還是β射線法自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，采樣管都要加溫到空氣的露點(diǎn)以上，通常是50℃，相對(duì)濕度保持在40%以下，整個(gè)測(cè)量過程都要在恒溫恒濕的狀態(tài)下進(jìn)行。”劉建國告訴記者，但加溫過程會(huì)造成顆粒物中揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì)的損失，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低。“現(xiàn)在，我國已經(jīng)參考美國的做法，增加了補(bǔ)償裝置，可以把揮發(fā)性物質(zhì)和半揮發(fā)性物質(zhì)的損失再補(bǔ)回去，這樣就可以使測(cè)量結(jié)果更可靠。”
劉建國稱，顆粒物往往是固液混合物，構(gòu)成非常復(fù)雜，即使是PM2.5監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法——人工稱重法，同樣也可能由于所采用的濾膜及溫濕度的變化產(chǎn)生顆粒物損失等問題。
根據(jù)2011年11月1日開始實(shí)施的《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定重量法》（HJ618-2011），人工測(cè)定PM2.5須通過具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中PM2.5被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，計(jì)算出PM2.5的濃度。
“在人工稱重法測(cè)量過程中，要盡可能避免氣態(tài)物質(zhì)被濾膜吸附，濾膜平衡時(shí)要做到恒溫恒濕。如果這些條件在實(shí)際大氣環(huán)境中不能完全滿足，就會(huì)引起測(cè)量誤差。”劉建國強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)有技術(shù)水平下，人工稱重法所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)盡可能地接近了PM2.5的實(shí)際狀況。通過和人工稱重法進(jìn)行嚴(yán)格比對(duì)，石英微量振蕩天平法和β射線法的測(cè)量結(jié)果也是可靠的。
國產(chǎn)PM2.5監(jiān)測(cè)儀器可靠嗎？
在PM2.5爭論之初，我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PM2.5監(jiān)測(cè)儀器還沒有進(jìn)入市場(chǎng)，國外品牌占了先機(jī)。但在環(huán)保部后續(xù)組織的PM2.5儀器考核中，河北先河、安徽藍(lán)盾、武漢天虹等一批企業(yè)的監(jiān)測(cè)儀器先后通過了認(rèn)證考核。這讓人不禁產(chǎn)生疑問，在這么短時(shí)間內(nèi)研發(fā)并生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)儀器可靠嗎？
“PM2.5監(jiān)測(cè)儀器并不是短期之內(nèi)研發(fā)出來的。”河北先河環(huán)�？萍脊煞萦邢薰径麻L李玉國告訴記者，早在1999年，先河就承擔(dān)了“九五”重大裝備研制計(jì)劃項(xiàng)目——城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)課題；2000年，成功研制出我國第一套擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2002年，先河又與清華大學(xué)、中科院安徽光機(jī)所聯(lián)合承擔(dān)了863計(jì)劃項(xiàng)目——大氣細(xì)粒子（PM2.5）連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備。此后，公司又同其他單位相繼合作研究了校準(zhǔn)膜的質(zhì)量控制程序等多項(xiàng)課題。“先河的PM2.5監(jiān)測(cè)儀器，是長期技術(shù)積累和持續(xù)創(chuàng)新的結(jié)果。”李玉國說。
在劉建國看來，先河是我國環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的一個(gè)縮影。2000年以來，尤其是在“十五”我國把資源環(huán)境技術(shù)納入863計(jì)劃之后，我國在大氣環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)、大氣固定污染源和流動(dòng)污染源的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面取得了重要進(jìn)展。伴隨一批自主科技成果的產(chǎn)業(yè)化，我國打破了環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器必須依賴國外的局面。
儀器運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠是環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的基本要求。2013年8月1日，環(huán)保部正式實(shí)施了《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》，要求所有的PM2.5監(jiān)測(cè)儀器都要和手工采樣結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，以確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，每臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備在出廠前都要進(jìn)行一系列嚴(yán)格測(cè)試，包括穩(wěn)定性運(yùn)行、老化測(cè)試、數(shù)據(jù)對(duì)比等，并且每一環(huán)節(jié)都制定了相應(yīng)的質(zhì)量管理辦法。“我國PM2.5監(jiān)測(cè)儀器無論在儀器性能指標(biāo)還是可靠穩(wěn)定性都不亞于進(jìn)口設(shè)備。
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