怎样检测PM2.5

概述

1月2日，从飞机上俯瞰北京近郊雾霾，地面模糊不清，灰蒙蒙一片。自去年12月29日以来，受不利天气形势影响，中国出现大范围持续重度空气污染，人们出行都戴着防雾霾口罩。

PM2.5是造成雾霾的主要原因，究竟该如何检测呢？国际上公认的靠谱的PM2.5检测方法是三种：重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。前提是需要把PM2.5与较大的颗粒物分离。　　　　

一、首先要有一个监测点

　　对于监测点的分布，我国《环境空气质量监测规范》中有两个技术指标：一是所有城市建成区评价点的均值应尽量反映城市的实际空气质量总体水平；二是要能反映和代表城市污染的不同高低水平。为防止受到局部人为干扰、保证评价点位的代表性，《规范》还要求评价点位周围50米内不应有烟囱、炉窑等污染源，采样口周围空气流通，不能有高大建筑物遮挡，高度要求在15-20米。　　

二、采集空气，把PM2.5与较大的颗粒物分离

　　首先需要采样，这个采样器叫做切割器，外观似倒扣的盘子状。它就像捕鱼的网一般，网眼的大小，决定了能捕获“鱼”的大小。监测PM10、PM2.5、PM1.0的道理都一样，就是“滤网”不一样，通过的颗粒物大小也不一样。

　　只要有空气经过，就立即被全天24小时不停转的抽气泵吸进采集系统，再经过这张“网”，把直径大于2.5微米的颗粒物挡在门外，而小于等于2.5微米的颗粒物被吸入“喉管”——PM2.5这条“鱼”，就这样被筛选出来了。其实这和发生在我们呼吸道里的情形是非常相似的：大颗粒易被鼻腔、咽喉、气管截留，而细颗粒则更容易到达肺的深处，从而产生更大的健康风险。　　

三、测定分离出来的PM2.5的重量

　　把分离出来的空气通过管道后，用各种检测方法测定PM2.5浓度。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种：重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。

1、重量法

 　　将PM2.5直接截留到滤膜上，然后用天平称重，这就是重量法。值得一提的是，滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。

　　重量法是最直接、最可靠的方法，是验证其它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工称重，程序繁琐费时，自动化程度低，不适合进行远距离监测。如果要实现实时自动监测，就需要用到另外两种方法。

2、β射线吸收法

　　将PM2.5收集到滤纸上，然后照射一束beta射线，射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减，衰减的程度和PM2.5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的重量。

　　β射线吸收原理自动监测仪适用范围较广，在24小时空气质量连续自动监测中应用广泛。在污染较重或地理位置重要的地方，测量时可每小时自动得出一个监测数据，实时反映空气中PM2.5浓度的变化情况，并可进行数据传输，有利于远程监测和自动控制，为环保部门进行空气质量评估和政府决策提供准确、可靠的数据依据。并极大的减少了人工工作量，不过其缺点是相对成本较高。

3、微量振荡天平法

　　一头粗一头细的空心玻璃管，粗头固定，细头装有滤芯。空气从粗头进，细头出，PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头以一定频率振荡，该频率和细头重量的平方根成反比。于是，根据振荡频率的变化，就可以算出收集到的PM2.5的重量。

　　微量振荡天平法的PM2.5监测仪外形类似微波炉，方方正正，上面则是一个电子显示屏，所监测的六项指标实时数据在屏幕上跳跃。跟β射线吸收法一样，振荡天平监测法能实时捕抓空气中的PM2.5微粒，监测数据按半小时、1小时、8小时、12小时、24小时的目录在显示屏上显示。而且，监测设备24小时连续自动监测、自动储存传输数据。

小结

尽管检测方法多样，但无论是重量法、β射线法，还是震荡天平法、光散射法，目前开展的大范围的监测中，法定监测项目还只有质量浓度（单位体积混合物中某组分的质量），仅仅监测质量浓度并不能真正获知大气气溶胶颗粒物的实际污染状况。

质量浓度值仅仅是一个方面的数据，以后的仪器应该往全方位监测的方向发展，比如可以实时在线地监测颗粒物的粒径，可以获取每个颗粒物上的化学成分（混合状态），具有高的时间分辨率，有了这样的仪器，我们才能对PM2.5有更深刻的认识。

（内容参考仪器信息网）