PM2.5是怎么测出来的？——走进中国环境监测总站-第2页-北极星环境监测网

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手工监测天平精度可达1微克

要确保PM2.5 监测数据的准确性，测量方法很重要。

说到测量，手工重量法不得不提，它可是PM2.5监测的基准方法。

因此，想要清楚认知PM2.5的测量过程，首先必须明白手工重量法的工作原理。仪器质检室的工程师张杨说：“在监测点位用采样器以恒定采样流量抽取空气，使空气中的PM2.5被截留在提前称重好的空白滤膜上，根据采样前后滤膜的质量变化和累积采样体积，计算出PM2.5的浓度。”

接下来的问题是，采样滤膜又是如何称重的呢?

首先，对称重环境要求极高。用于采样的滤膜受温度、湿度、震动等人为因素的干扰较大，从现场采样后的滤膜需要进行24小时平衡再进行称重，平衡条件则需要温度保持在20℃±1℃左右，湿度保持在50% RH±5%RH左右。

“只有在同一个温湿度环境下进行称重，得出的数据才能够保持一致性。” 除了对外部环境有要求，张杨还介绍了称重设施包括滤膜和天平在内的具体情况：“一片滤膜的重量很轻，只有145~150毫克，这只是滤膜的重量，相比颗粒物的增量就更少了，在0.1~11.5毫克之间，对应的污染物浓度为4~500微克/立方米。所需天平的条件需要达到百万分之一，精度称量分辨率为1微克。”

想看称重先过急速风吹关

为了从各个因素控制称量误差，一个具备高要求的实验室是必需的。

2015年6月，中国环境监测总站质检室筹建了国家大气监测网颗粒物称重中心(以下简称称重中心)，以满足国控点位颗粒物(PM10、PM2.5)比对采样滤膜的称重。

想走进称重中心，可不是一件容易事。

称重中心对人员、设备的出入条件限制有严格的要求。由于对外部环境洁净度的要求极高，外来人员在进入称重中心最外围空间时必须更换中心配备的拖鞋，以减少对室内环境的影响。接下来，步入更衣室更换工作服，紧接着在智能风淋室开启风淋设备，通过急速风吹进一步减少衣物携带的颗粒物。

这些准备都是为了最大化减少对称重环境的影响，确保手工比对工作科学、准确。

进入实验室，一台承载了320片滤膜的称重系统正在进行编码/读码和称重工作。“为了确保每片滤膜的唯一性以及加强滤膜管理，编码采用14位编码原则，包括站点编号、采样信息、年份月份等。”工作人员解释说，就好比是每个人都有唯一的身份证号，编码工作锁定了滤膜的唯一性，以保障比对工作的准确、无误。

从实验室的工作节奏来看，320片滤膜进行平衡的时间需要24小时，每片滤膜需要进行两次称重，每次误差需要保持小于0.04毫克，每片测量时间大概需要5分钟，这样整个称重320片滤膜就需要3~4天的时间。

那么，不合格的称重滤膜会不会成“漏网之鱼”流入监测环节呢?工作人员说：“天平中会放置一块标准滤膜，相当于质控，很早称好了，如果测量结果显示变化很大，说明其中有污染，这时就要及时进行处理。”

据工作人员介绍，2015年12月起，称重中心已经完成了直管站的5次比对工作，每次比对20个站点，比对内容包括PM10、PM2.5。可以说，比对工作极大地提高了PM2.5监测的科学性和准确性。

自动监测每五分钟出一个数值

从全国范围来看，目前，地方各个监测点位对PM2.5多采用连续自动监测法下的β射线法和震荡天平法进行测量。市面上的检测仪器也主要依据这两种方式进行工作。

“这根长长的管子就是采样管，一头连接监测仪器，另一头连接室外的空气，它的顶部有个采样头，上面有个切割器，通过切割器将空气中的PM2.5拦截下来后，顺着采样管进入监测仪器中。”来到颗粒物实验室，大气室研究员潘本锋首先介绍了采用β射线法监测PM2.5的自动监测仪。

近距离观察这台仪器，可以发现密闭的舱体内有一个白色传输纸带，纸带上按照一定的间隔已经分布了一些黑色的斑点。“这就是昨天通过仪器自动采样得到的PM2.5。”潘本锋解释了仪器的工作原理：传输进来的空气经过纸带，把所含的颗粒物过滤在纸带上。仪器可以发射β射线，如果纸带上附着颗粒物，就会使射线能量衰减，衰减的量与颗粒物的浓度有直接关系，这样我们就测量出颗粒物的浓度含量。

实验室里还有另外一种依靠振荡天平进行监测的仪器。潘本锋说，仪器的设计灵感来自于航天技术，“太空中有质量没有重量，质量不变怎么测颗粒物质量浓度?在太空里称重就用了振荡天平。”

观察这台振荡天平测量仪，可以发现仪器中有个振荡原件，以及空气中不断收集的颗粒物。振荡原件随着颗粒物的多少出现不同的振荡频率，当颗粒物越来越重，振荡原件摆动的频率就会越来越慢。通过实时测量振荡的频率，进一步测算出颗粒物含量的浓度是多少。

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原标题：PM2.5是怎么测出来的？ ——本报记者实地走访中国环境监测总站一览PM2.5监测过程

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