圖為采(cai)用(yong)β射線法(fa)監測PM2.5的(de)自動監測儀，傳送帶上黑色的(de)原點(dian)是通過儀器自動采(cai)樣得到的(de)PM2.5。

　　

　　采集到的(de)PM2.5濾(lv)(lv)膜(mo)，稱重后可以存(cun)儲(chu)在稱重中心的(de)濾(lv)(lv)膜(mo)存(cun)儲(chu)實驗室，以便日(ri)后濾(lv)(lv)膜(mo)的(de)復(fu)查和(he)成分(fen)分(fen)析使用。

　　

　　稱重中(zhong)心的濾膜稱重系統一次(ci)可(ke)以對320片濾膜進行(xing)編碼/讀碼和稱重。

　　當霧(wu)霾來臨，PM2.5充斥在(zai)每個角落時，我(wo)們(men)每個人身處其中，呼吸著(zhu)、感受著(zhu)，可以說，對它的存在(zai)誰都(dou)不(bu)會陌生。但(dan)PM2.5是如(ru)何(he)測(ce)(ce)量的?數據是怎么(me)計算出來的?監(jian)測(ce)(ce)結果究竟(jing)準不(bu)準?

 　　帶著這(zhe)些疑問，記者近日走(zou)入中(zhong)國(guo)環境(jing)監測(ce)總站(zhan)，對(dui)PM2.5的監測(ce)全過(guo)程一探究竟。

　　手工監測(ce)天平精度可(ke)達1微克

　　要(yao)確保(bao)PM2.5監測數據的準(zhun)確性，測量方(fang)法很重要(yao)。

　　說到測(ce)量，手(shou)工(gong)重(zhong)量法不(bu)得(de)不(bu)提，它可是PM2.5監測(ce)的基準方法。

　　因此，想要清楚認知PM2.5的(de)(de)測(ce)量(liang)過程，首先必須明白手工(gong)重(zhong)量(liang)法的(de)(de)工(gong)作原理。儀器質(zhi)檢室的(de)(de)工(gong)程師張(zhang)楊說：“在(zai)監(jian)測(ce)點位用采樣(yang)器以恒定(ding)采樣(yang)流量(liang)抽取空(kong)氣(qi)(qi)， 使空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)PM2.5被(bei)截留在(zai)提前稱(cheng)重(zhong)好的(de)(de)空(kong)白濾膜(mo)上，根(gen)據采樣(yang)前后(hou)濾膜(mo)的(de)(de)質(zhi)量(liang)變化和累積(ji)采樣(yang)體積(ji)，計算出PM2.5的(de)(de)濃度(du)。”

　　接(jie)下來的(de)問(wen)題是，采樣濾膜(mo)又(you)是如何稱(cheng)重的(de)呢?

　　首先，對稱重環境要(yao)求極高。用于采樣(yang)的(de)濾(lv)膜(mo)受溫(wen)度、濕度、震動(dong)等人為因素的(de)干擾較(jiao)大，從現(xian)場采樣(yang)后的(de)濾(lv)膜(mo)需要(yao)進(jin)(jin)行24小時(shi)平(ping)(ping)衡再(zai)進(jin)(jin)行稱重，平(ping)(ping)衡條件(jian)則需要(yao)溫(wen)度保持在(zai)20℃±1℃左(zuo)右，濕度保持在(zai)50% RH±5%RH左(zuo)右。

　　“只有在同一(yi)個溫濕度(du)環(huan)境下進行稱(cheng)重(zhong)(zhong)，得出的數據(ju)才能夠保持一(yi)致性。” 除(chu)了(le)對外部(bu)環(huan)境有要(yao)求，張楊還(huan)介紹了(le)稱(cheng)重(zhong)(zhong)設施包括濾膜和天(tian)平在內的具體情況：“一(yi)片濾膜的重(zhong)(zhong)量很輕，只有145~150毫克(ke)(ke)，這只是濾膜的重(zhong)(zhong)量，相比顆粒(li) 物的增(zeng)量就(jiu)更少了(le)，在0.1~11.5毫克(ke)(ke)之間(jian)，對應的污染(ran)物濃度(du)為4~500微克(ke)(ke)/立方米(mi)。所需天(tian)平的條件(jian)需要(yao)達到百萬分(fen)之一(yi)，精(jing)度(du)稱(cheng)量分(fen)辨率為1微 克(ke)(ke)。”

　　想看稱重先過(guo)急速風(feng)吹關

　　為了(le)從各個(ge)因(yin)素(su)控制稱量誤差，一(yi)個(ge)具備高要求的實驗室是必需的。

　　2015年(nian)6月(yue)，中(zhong)(zhong)國環境監(jian)測總(zong)站(zhan)質檢(jian)室籌建了國家大(da)氣監(jian)測網顆粒(li)物稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)中(zhong)(zhong)心(以(yi)下簡稱(cheng)(cheng)(cheng)稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)中(zhong)(zhong)心)，以(yi)滿足國控點位顆粒(li)物(PM10、PM2.5)比(bi)對采樣濾膜的稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)。

　　想走進稱重中心，可不(bu)是一件容易事。

　　稱重(zhong)中(zhong)心對(dui)人(ren)員、設備(bei)的(de)出入(ru)條件限制有嚴格的(de)要求(qiu)(qiu)。由于對(dui)外部環境(jing)(jing)潔凈度(du)的(de)要求(qiu)(qiu)極高，外來人(ren)員在(zai)進(jin)入(ru)稱重(zhong)中(zhong)心最外圍空間時(shi)必須更換(huan)中(zhong)心配備(bei)的(de)拖(tuo)鞋，以減少 對(dui)室內(nei)環境(jing)(jing)的(de)影(ying)響(xiang)。接下來，步入(ru)更衣(yi)(yi)室更換(huan)工作服(fu)，緊接著在(zai)智能風(feng)淋(lin)室開啟風(feng)淋(lin)設備(bei)，通過急速風(feng)吹進(jin)一步減少衣(yi)(yi)物攜帶的(de)顆粒物。

　　這些準備都是為了最大化減(jian)少對(dui)稱重環(huan)境的影響(xiang)，確(que)保手工(gong)比對(dui)工(gong)作科(ke)學、準確(que)。

　　進入實驗室，一(yi)臺承載了(le)320片濾(lv)膜(mo)的(de)稱(cheng)重(zhong)系(xi)統正在進行(xing)編(bian)(bian)碼/讀碼和(he)稱(cheng)重(zhong)工(gong)作(zuo)。“為了(le)確保(bao)每片濾(lv)膜(mo)的(de)唯一(yi)性以及加(jia)強(qiang)濾(lv)膜(mo)管理，編(bian)(bian)碼采(cai)用14位編(bian)(bian)碼原則，包 括站點編(bian)(bian)號、采(cai)樣信息、年份(fen)月份(fen)等。”工(gong)作(zuo)人員解釋說，就好比(bi)是每個人都(dou)有唯一(yi)的(de)身份(fen)證(zheng)號，編(bian)(bian)碼工(gong)作(zuo)鎖定了(le)濾(lv)膜(mo)的(de)唯一(yi)性，以保(bao)障比(bi)對工(gong)作(zuo)的(de)準確、無誤。

　　從(cong)實(shi)驗室的工作節奏(zou)來看，320片(pian)濾(lv)膜(mo)進(jin)行平衡的時間(jian)需要(yao)(yao)24小(xiao)(xiao)時，每(mei)片(pian)濾(lv)膜(mo)需要(yao)(yao)進(jin)行兩次(ci)稱重(zhong)，每(mei)次(ci)誤(wu)差需要(yao)(yao)保持小(xiao)(xiao)于(yu)0.04毫克，每(mei)片(pian)測量時間(jian)大概需要(yao)(yao)5分鐘，這樣整個(ge)稱重(zhong)320片(pian)濾(lv)膜(mo)就需要(yao)(yao)3~4天的時間(jian)。

　　那么，不(bu)合格的(de)稱(cheng)重(zhong)濾(lv)膜會不(bu)會成“漏網之魚”流入(ru)監測環節(jie)呢?工作人員說：“天(tian)平中會放置一塊標(biao)準濾(lv)膜，相(xiang)當于質(zhi)控，很早稱(cheng)好了，如(ru)果測量結果顯示變(bian)化很大(da)，說明其中有污染，這時(shi)就要及時(shi)進行處理(li)。”

 　　據工(gong)作人員介(jie)紹，2015年12月(yue)起，稱重中心已經完成(cheng)了(le)直管站(zhan)的5次比對工(gong)作，每次比對20個站(zhan)點(dian)，比對內容包(bao)括PM10、PM2.5。可以說，比對工(gong)作極(ji)大地(di)提高了(le)PM2.5監(jian)測的科學(xue)性(xing)和準(zhun)確性(xing)。

　　自動監(jian)測每五(wu)分鐘出一個數值(zhi)

　　從全國范圍來看，目前，地方各個監(jian)測點位對PM2.5多采(cai)用(yong)連(lian)續自動監(jian)測法下的β射線法和震蕩天平法進(jin)行測量。市面上的檢(jian)測儀器也主(zhu)要(yao)依(yi)據這(zhe)兩種方式進(jin)行工作(zuo)。

　　“這根長長的(de)管(guan)子就(jiu)是(shi)采(cai)樣(yang)管(guan)，一(yi)頭連接(jie)監測(ce)(ce)儀(yi)器，另一(yi)頭連接(jie)室(shi)外(wai)的(de)空(kong)氣(qi)，它的(de)頂部有個采(cai)樣(yang)頭，上面有個切割器，通過切割器將空(kong)氣(qi)中的(de)PM2.5攔截下(xia)來(lai) 后(hou)，順著采(cai)樣(yang)管(guan)進入監測(ce)(ce)儀(yi)器中。”來(lai)到顆粒物實(shi)驗室(shi)，大氣(qi)室(shi)研(yan)究員潘本鋒首先介(jie)紹了采(cai)用β射線法監測(ce)(ce)PM2.5的(de)自動監測(ce)(ce)儀(yi)。

　　近距離觀(guan)察這(zhe)臺儀(yi)器(qi)，可以(yi)(yi)發現(xian)密(mi)閉的(de)(de)艙體(ti)內有一個白色(se)傳輸紙帶(dai)，紙帶(dai)上(shang)(shang)按(an)照一定的(de)(de)間隔已經分布了一些(xie)黑色(se)的(de)(de)斑點。“這(zhe)就(jiu)是昨天(tian)通過(guo)儀(yi)器(qi)自動采樣(yang)(yang)得(de)到的(de)(de) PM2.5。”潘本鋒解釋了儀(yi)器(qi)的(de)(de)工(gong)作(zuo)原理：傳輸進來的(de)(de)空(kong)氣(qi)經過(guo)紙帶(dai)，把所含(han)的(de)(de)顆粒物(wu)過(guo)濾在(zai)紙帶(dai)上(shang)(shang)。儀(yi)器(qi)可以(yi)(yi)發射(she)(she)β射(she)(she)線，如果紙帶(dai)上(shang)(shang)附著(zhu)顆粒物(wu)，就(jiu)會使(shi)射(she)(she) 線能量(liang)衰(shuai)減，衰(shuai)減的(de)(de)量(liang)與顆粒物(wu)的(de)(de)濃度有直接關系，這(zhe)樣(yang)(yang)我們就(jiu)測量(liang)出(chu)顆粒物(wu)的(de)(de)濃度含(han)量(liang)。

　　實驗(yan)室里還有(you)另外一種依(yi)靠振蕩天(tian)(tian)平進行監測的儀(yi)器。潘本鋒說，儀(yi)器的設(she)計靈感來自于航天(tian)(tian)技術，“太空中有(you)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)沒有(you)重量(liang)(liang)，質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)不變怎么測顆(ke)粒物質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)濃度?在太空里稱(cheng)重就用了(le)振蕩天(tian)(tian)平。”

　　觀察(cha)這臺振蕩(dang)(dang)(dang)天平測(ce)量儀(yi)，可(ke)以發現(xian)儀(yi)器(qi)中(zhong)有(you)個振蕩(dang)(dang)(dang)原件(jian)，以及空氣(qi)中(zhong)不斷收集(ji)的(de)顆粒物(wu)(wu)。振蕩(dang)(dang)(dang)原件(jian)隨著顆粒物(wu)(wu)的(de)多少(shao)出現(xian)不同(tong)的(de)振蕩(dang)(dang)(dang)頻率(lv)(lv)，當顆粒物(wu)(wu)越(yue)來越(yue)重(zhong)，振蕩(dang)(dang)(dang)原件(jian)擺(bai)動的(de)頻率(lv)(lv)就會越(yue)來越(yue)慢。通過實(shi)時測(ce)量振蕩(dang)(dang)(dang)的(de)頻率(lv)(lv)，進一(yi)步測(ce)算出顆粒物(wu)(wu)含量的(de)濃度是多少(shao)。

　　翻閱現場數據記(ji)(ji)錄(lu)記(ji)(ji)者看到，兩種監(jian)測儀器可(ke)以做到實時(shi)測量(liang)，每隔幾秒進(jin)行一次更新，每5分鐘出一個數值，可(ke)以做到邊采(cai)樣邊測量(liang)，而工(gong)作人(ren)員則每小時(shi)讀取一次PM2.5濃度(du)。

　　據了解，為確(que)保PM2.5監測的(de)準確(que)性(xing)，我國出臺了PM2.5監測的(de)一系(xi)列(lie)技術規范，對PM2.5監測的(de)運行維護(hu)、人員資質(zhi)和質(zhi)保質(zhi)控(kong)提出了明確(que)的(de)要求。

　　空氣質量監測實行聯(lian)網管(guan)理

　　對PM2.5監(jian)測(ce)數(shu)據實時公(gong)開發布，在為公(gong)眾提供(gong)健康指引(yin)的(de)同時，強化了社會監(jian)督，進一(yi)步提高PM2.5監(jian)測(ce)的(de)準確性。

　　“全(quan)國城(cheng)市空氣(qi)質(zhi)量實時發布平臺(tai)自2013年1月1日(ri)正式對外(wai)發布。” 大氣(qi)室高級工程師(shi)孟曉(xiao)艷(yan)一(yi)邊在電腦上(shang)(shang)調取(qu)各(ge)地PM2.5實時監測(ce)數據(ju)(ju)，一(yi)邊說(shuo)道：“監測(ce)數據(ju)(ju)每小(xiao)時都會從子站傳(chuan)過來，不會有人為(wei)干擾，這些指(zhi)標包(bao)括(kuo)AQI 和PM2.5在內的(de)6項基本(ben)污染(ran)物。公眾(zhong)可以自行通過網絡上(shang)(shang)的(de)實時發布平臺(tai)進行24小(xiao)時歷史查詢。”

　　除了實時(shi)發(fa)布平(ping)(ping)臺，在孟(meng)曉(xiao)艷(yan)的(de)(de)(de)辦(ban)公(gong)電腦上，記者還看到(dao)了另(ling)外一套(tao)系統，“這是我們的(de)(de)(de)國家空氣質(zhi)(zhi)量監測(ce)聯(lian)網管(guan)理平(ping)(ping)臺，用(yong)(yong)于管(guan)理審核、評(ping)價各(ge)地上報的(de)(de)(de) PM2.5等(deng)監測(ce)數據，以(yi)進一步保障監測(ce)數據的(de)(de)(de)準確性。”孟(meng)曉(xiao)艷(yan)解(jie)釋說(shuo)，這套(tao)系統的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)本身就(jiu)是對PM2.5監測(ce)數據的(de)(de)(de)一種質(zhi)(zhi)量控制。

　　“十二(er)五”以來，依據(ju)建(jian)成區面積和(he)人(ren)口密度，兼(jian)顧代表性(xing)、科(ke)學(xue)性(xing)、穩定性(xing)和(he)維護(hu)的便利性(xing)，我(wo)國(guo)(guo)對城(cheng)市空氣質量(liang)(liang)監(jian)(jian)測點位(wei)(wei)進行(xing)了優化和(he)調(diao)整，使監(jian)(jian)測數據(ju)能(neng)全面客(ke)觀反(fan)映空氣質量(liang)(liang)狀況。目前，我(wo)國(guo)(guo)的監(jian)(jian)測點位(wei)(wei)已(yi)經(jing)涵蓋了338個城(cheng)市的1436個站點。

　　運(yun)維(wei)質(zhi)量關(guan)系(xi)數(shu)據質(zhi)量。2016年，按照(zhao)“誰考(kao)核誰監(jian)測”的原(yuan)則，環境保護(hu)部積極推進空氣(qi)質(zhi)量監(jian)測事(shi)權上(shang)收(shou)(shou)工(gong)作，截至(zhi)2016年11月底，全國(guo)1436個 國(guo)家空氣(qi)質(zhi)量監(jian)測站點已全面上(shang)收(shou)(shou)，由國(guo)家統一委托運(yun)維(wei)公司(si)負責(ze)運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)，監(jian)測數(shu)據直報國(guo)家并對外公開(kai)，從體制機制上(shang)切(qie)斷地(di)方干預監(jian)測數(shu)據的風險。

　　多(duo)知道點(dian)

　　測量(liang)方法有哪些?

　　手工監(jian)(jian)測與自動(dong)監(jian)(jian)測各有優缺、互(hu)為補充

　　按測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方式(shi)劃分，PM2.5的監(jian)測(ce)(ce)(ce)方法(fa)主要有(you)手工重量(liang)(liang)法(fa)和連續自(zi)動法(fa)兩種。連續自(zi)動監(jian)測(ce)(ce)(ce)法(fa)按照不同原理劃分又(you)可分為兩種：振蕩天(tian)平法(fa)和β射線(xian)法(fa)。

 　　手工(gong)重(zhong)量法(fa)(fa)(fa)是PM2.5監(jian)(jian)測(ce)的基準(zhun)方法(fa)(fa)(fa)，用于判定連(lian)續自動監(jian)(jian)測(ce)方法(fa)(fa)(fa)的準(zhun)確性(xing)和(he)可(ke)靠性(xing)。美國和(he)歐洲均以手工(gong)重(zhong)量法(fa)(fa)(fa)作為PM2.5監(jian)(jian)測(ce)標(biao)準(zhun)方法(fa)(fa)(fa)，并作為認證PM2.5自動監(jian)(jian)測(ce)儀器的基礎方法(fa)(fa)(fa)。

　　我國也規(gui)定(ding)不同原理(li)的PM2.5自動監測方法只(zhi)有與手工重量(liang)(liang)法監測結果比對(dui)一(yi)致，才(cai)能(neng)應用(yong)于測量(liang)(liang)PM2.5。

　　但手工重(zhong)量(liang)法耗時較長(chang)，需要將(jiang)樣(yang)品在恒溫、恒濕條件下平衡24小時后(hou)進行測量(liang)，作(zuo)為PM2.5自(zi)動監測的(de)質(zhi)控(kong)手段必不可(ke)少，但無法滿(man)足空氣(qi)質(zhi)量(liang)信息實時發布的(de)需要。

　　連續自(zi)動監測法(fa)必須(xu)與手工(gong)重(zhong)量法(fa)進行比對，且滿足(zu)相關技術要求(qiu)，才能(neng)用(yong)(yong)于PM2.5監測，是(shi)手工(gong)重(zhong)量法(fa)的等效(xiao)(xiao)方法(fa)。它的特點(dian)是(shi)能(neng)夠實時讀取監測數(shu)據(ju)、時效(xiao)(xiao)性(xing)強，可及時向社會公眾(zhong)提供(gong)PM2.5實時數(shu)據(ju)和(he)健康指引，在國內外(wai)得到廣泛應(ying)用(yong)(yong)。

　　目前，我國各空氣監(jian)測(ce)站點主(zhu)要采用連續自動監(jian)測(ce)方法監(jian)測(ce)PM2.5，手工重量法主(zhu)要用于連續自動監(jian)測(ce)方法的(de)質量控(kong)制。

　　兩(liang)種方法各有優缺點，互為補充(chong)。