PM2.5监测方法概述

PM2.5监测方法概述

张超

【摘 要】针对颗粒物PM2.5的监测，探讨了目前国内外推荐的三种监测方法：重量法、微量振荡天平法和β射线法，分析了其原理和优缺点，介绍了各方法的应用现状。同时介绍了几种国外等同性方法，并做出比较。 【期刊名称】资源节约与环保 【年(卷),期】2015(000)005 【总页数】2

【关键词】PM2.5；监测方法；空气质量标准

1 引言

大气颗粒物(Particulate Matter，PM)是大气中固体颗粒和液体颗粒的总称。PM2.5是指粒径小于或等于2.5μm的大气颗粒物，它们相当于人体头发丝直径的1/30。PM2.5通常被称为细粒子（Fine Particles)，PM2.5的来源包括汽车尾气的排放、发电和工业加工。同时，燃料燃烧排放入大气中的二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物可在空气中产生一系列的化学反应及转化，它们的反应产物也是PM2.5的一部分。

PM2.5之所以被广泛关注是因为会对人体产生一系列严重的健康问题，与死亡及心肺疾病有很大关系。这是因为其粒径细小，它能够进入肺泡，引起呼吸系统疾病，如：哮喘、支气管炎。另外，PM2.5在环境中很容易迁移至其他地区，与酸雨的形成密切相关。鉴于其危害性，PM2.5已成为世界各国空气监测的指标之一。我国也在2011年发布的《GB3095-2012环境空气质量标准》中增设了颗粒物（粒径小于等于2.5 μm）浓度限值，将PM2.5列为空气质量评价的

基本项目之一，将于2016年1月1日起在全国实施。

随着近年来部分城市雾霾天气的频繁出现，公众对PM2.5的了解和认识日益加深。空气中PM2.5水平越来越得到广大民众的关注，加之国家对PM2.5监测的重视和要求，有效的PM2.5监测方法就显得尤为重要。尤其对地方监测部门来讲，对PM2.5监测方法的全面深刻了解和掌握，可保证监测数据的可靠性和有效性。

2 国内外标准推荐PM2.5的监测方法

目前国内外普遍采用的为基于重量分析的测定方法，可概括为三种：重量法（滤膜法）、微量振荡天平法和β射线法。这三种方法不仅是我国《GB3095-2012环境空气质量标准》中要求的环境空气PM2.5分析方法，也是欧盟委员会（EC）、美国环境保护局（EPA）、加拿大环境保护局（CCME）等国际组织推荐的大气中PM2.5测定方法[4]。 2.1 重量法（滤膜法）

重量法是我国环境空气质量标准及美国环保局（EPA）推荐的常规分析方法[5]，是较为可靠也是目前较常采用的方法。2011年环保部发布的环境空气PM10和PM2.5的测定重量法 (HJ 618-2011)规定了测定环境空气中PM2.5的重量法，即通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中PM2.5被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算细颗粒物 PM2.5浓度。2013年环保部发布了《HJ 656-2013环境空气颗粒物（PM2.5）手工检测方法重量法技术规范》进一步对环境空气颗粒物（PM2.5）的采样、分析数据处理、质量控制和质量保证等方面做出了明确的技术要求[5]。本标准对各省市自治区PM2.5的监测起到了规范作用，同时也

使地方监测部门有了PM2.5的具体方法参考和依据，保证监测数据的可靠性和可比性。

重量法（滤膜法）测定数据可靠，操作简单。不仅可以测定大气中PM2.5的量，还可以用来进一步分析PM2.5的组成成分，且测量不受颗粒物的形状、大小和颜色等外在因素的影响。但是监测成本高，测定过程复杂、对实验室环境和操作人员都要有较高的技术要求，且不能实现在线、实时监测，不能立即给出测试结果。因此，这种方法多应用于进行单点、短时间段内的采样与监测，为大气污染调查、研究提供数据。 2.2 微量振荡天平法（TEOM）

为了对大气中PM2.5实现连续、实时的测定，自动监测方法是我国各省市自治区环保部门必将选择的方法。环保部2013年发布了环境空气颗粒物（PM2.5）连续自动监测系统相关的标准以规范环境空气中颗粒物PM2.5连续自动监测：技术要求及检测方法（HJ653-2013）以及安装和验收技术规范（HJ655-2013）。标准中推荐监测的仪器方法为微量振荡天平法和β射线法[18]。 微量振荡天平法原理是将采集有灰尘的滤膜用于振荡，由于振荡空心锥形管振荡的频率随着沉积在滤膜上的颗粒物质量变化而变化，因此通过准确测量频率的变化即可得到采集的颗粒物的质量，再根据采样体积便计算得出样品的浓度。由于在测量过程中，挥发性颗粒物会气化造成测定值偏低，因此在微量振荡天平法中增加了一个用于收集挥发性颗粒物的滤膜动态测量系统FDMS，从而保证了测量的准确性。

多年来，经美国环保局（EPA）、欧盟委员会（EC）成员国等各国的权威检定机构及第三方监测机构的测试，微量振荡天平与膜动态测量系统联用技术与标准