PM2.5這個(ge)小顆粒引起(qi)的大爭議還在(zai)繼續(xu)。

眼下，各地環(huan)保部(bu)門正在積極籌措(cuo)加(jia)強環(huan)境(jing)空氣質量(liang)監測工作，監測行(xing)業成為備受關(guan)注的焦點(dian)。根(gen)據初步估算，全國388個地級以上城市購置相(xiang)關(guan)監測設備需要20多億元。

今年年初(chu)，一則(ze)關于PM2.5監(jian)測設備的報道引人注目:振蕩天平法儀器(qi)的監(jian)測結(jie)果較β射線法偏低(di)15％~17％，這(zhe)也是去年北京市環保局的監(jian)測數據比美國大(da)使館低(di)的原因之一。事實是否真的如此？

今年，京津冀、長三(san)角(jiao)、珠(zhu)三(san)角(jiao)等重點區域以及各(ge)直轄市、省(sheng)會城市和計劃單列市要按照(zhao)新(xin)的《環境空氣質量標準》開展監測(ce)工(gong)作。由中國環境監測(ce)總站承擔(dan)的PM2.5監測(ce)儀器比(bi)對(dui)工(gong)作還未結束(shu)，對(dui)于地方(fang)環境監測(ce)部門來說，現在該如何選擇監測(ce)儀器？基(ji)于不同原理研發的監測(ce)儀器，為(wei)何會有較(jiao)大差距(ju)？

監測PM2.5到底難在哪？ 振蕩天平法和β射線法儀器測得的數值都要與手工采樣結果進行比對

“振(zhen)蕩(dang)天平法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)β射線法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量原理(li)都沒(mei)有錯，不(bu)能籠(long)統(tong)地說(shuo)哪個偏高或偏低，這(zhe)兩(liang)種方(fang)法(fa)(fa)(fa)測(ce)得的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)都不(bu)是(shi)(shi)真值(zhi)。顆(ke)粒(li)(li)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)構(gou)成很復雜，不(bu)像二(er)氧化硫(liu)等(deng)污染(ran)物(wu)那樣容易(yi)測(ce)量，各地的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)物(wu)成分(fen)也(ye)可(ke)能不(bu)同，監測(ce)工(gong)(gong)(gong)作因此就更為(wei)困難(nan)。現(xian)在(zai)(zai)，以手工(gong)(gong)(gong)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量法(fa)(fa)(fa)作為(wei)基準(zhun)，其他方(fang)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)監測(ce)值(zhi)是(shi)(shi)否準(zhun)確，要與(yu)手工(gong)(gong)(gong)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣的(de)(de)(de)(de)(de)結果進行比較，手工(gong)(gong)(gong)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣測(ce)得的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)才被認為(wei)是(shi)(shi)真值(zhi)。”中國環(huan)境監測(ce)總(zong)站大氣(qi)(qi)室主任王(wang)瑞(rui)斌(bin)告訴(su)記者(zhe)，雖然手工(gong)(gong)(gong)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣也(ye)可(ke)能有顆(ke)粒(li)(li)物(wu)損失等(deng)問題，但在(zai)(zai)目前技術水平所(suo)能達到的(de)(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內，就認為(wei)這(zhe)是(shi)(shi)基準(zhun)。 2011年11月1日，《環(huan)境空(kong)氣(qi)(qi)PM10和(he)(he)PM2.5的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)定(ding)重(zhong)量法(fa)(fa)(fa)》(HJ618—2011)開始實施。所(suo)謂重(zhong)量法(fa)(fa)(fa)，是(shi)(shi)指(zhi)分(fen)別通過具有一定(ding)切(qie)割特性的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣器，以恒速抽取定(ding)量體(ti)(ti)積(ji)空(kong)氣(qi)(qi)，使(shi)環(huan)境空(kong)氣(qi)(qi)中PM2.5和(he)(he)PM10被截留在(zai)(zai)已知(zhi)質量的(de)(de)(de)(de)(de)濾(lv)(lv)膜上，根據(ju)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣前后濾(lv)(lv)膜的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量差和(he)(he)采(cai)(cai)(cai)(cai)樣體(ti)(ti)積(ji)，計算出(chu)PM2.5和(he)(he)PM10的(de)(de)(de)(de)(de)濃度。

振蕩天平(ping)技術是上世紀80年(nian)代，由(you)美國R&P公司(si)應用于(yu)環(huan)境顆粒(li)物(wu)自動監測(ce)領(ling)域的。在儀(yi)器中測(ce)量(liang)樣品(pin)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的微量(liang)振蕩天平(ping)傳感(gan)器主(zhu)要部件(jian)是一(yi)(yi)支(zhi)一(yi)(yi)端(duan)固定、另一(yi)(yi)端(duan)裝有濾(lv)膜的空心錐(zhui)形玻(bo)璃管，樣品(pin)氣流通(tong)過(guo)濾(lv)膜，顆粒(li)物(wu)被(bei)收集在濾(lv)膜上。在工作時(shi)，空心錐(zhui)形玻(bo)璃管處(chu)于(yu)振蕩狀態，振蕩頻率會(hui)隨著濾(lv)膜上收集顆粒(li)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)的變化發生改變，儀(yi)器通(tong)過(guo)準確測(ce)量(liang)頻率變化得到顆粒(li)物(wu)的質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)，然后(hou)根據(ju)收集這些(xie)顆粒(li)物(wu)時(shi)采集的樣品(pin)體積計算出樣品(pin)的濃度。

“但是，在測(ce)量過(guo)程(cheng)中，為(wei)了(le)消(xiao)除水汽(qi)影響(xiang)，需要加溫，但加溫過(guo)程(cheng)會造成(cheng)顆粒物中揮發(fa)性物質的(de)損失，從而影響(xiang)數據準(zhun)確性。”王瑞斌告訴記者(zhe)。為(wei)了(le)解(jie)決這一問題，賽(sai)默飛研制出(chu)了(le)濾膜動態(tai)測(ce)量系統(Filter　Dynamic　Measurement　System，以(yi)下簡稱FDMS)，可對儀器結果(guo)進行校準(zhun)。

“FDMS不(bu)是某種補償(chang)措施，而是真正意義上能(neng)夠準確(que)測量到揮(hui)發性顆粒物(wu)，這(zhe)是FDMS的設計初衷。”賽(sai)默飛世爾科技(中(zhong)國(guo))有限公司中(zhong)國(guo)商(shang)務運營總監周曉(xiao)斌強調。

在β射(she)(she)線(xian)(xian)法PM2.5顆(ke)粒(li)物監測(ce)儀(yi)中(zhong)，樣品氣(qi)體(ti)的(de)(de)相對濕度(du)被調整到35％以下，樣品進入(ru)儀(yi)器主機(ji)后顆(ke)粒(li)物被收(shou)集在可以自(zi)動更換的(de)(de)濾(lv)膜(mo)(mo)上(shang)。濾(lv)膜(mo)(mo)兩側分別設置了β射(she)(she)線(xian)(xian)源和β射(she)(she)線(xian)(xian)檢測(ce)器。隨著濾(lv)膜(mo)(mo)上(shang)收(shou)集的(de)(de)顆(ke)粒(li)物越來越多，顆(ke)粒(li)物質(zhi)量也隨之增加，β射(she)(she)線(xian)(xian)檢測(ce)器檢測(ce)到的(de)(de)β射(she)(she)線(xian)(xian)強(qiang)度(du)也會相應地(di)減弱。儀(yi)器通過(guo)分析β射(she)(she)線(xian)(xian)檢測(ce)器的(de)(de)信號變化(hua)得到一定時(shi)段(duan)(duan)內(nei)采(cai)集的(de)(de)顆(ke)粒(li)物質(zhi)量數值，結(jie)合相同時(shi)段(duan)(duan)內(nei)采(cai)集樣品體(ti)積，最終得出采(cai)樣時(shi)段(duan)(duan)的(de)(de)顆(ke)粒(li)物濃度(du)。

據(ju)介(jie)紹(shao)，PM2.5監測(ce)的(de)最大(da)挑戰就是水的(de)問(wen)題和揮(hui)發性顆(ke)粒物(wu)的(de)捕(bu)捉問(wen)題。即(ji)使采(cai)(cai)用手(shou)工采(cai)(cai)樣，也會出現這些問(wen)題。采(cai)(cai)訪中，周曉(xiao)斌一直(zhi)在強調(diao)，“只有發明了(le)FDMS，才能真(zhen)正測(ce)量PM2.5中揮(hui)發性顆(ke)粒物(wu)的(de)情況”。

而業內(nei)專家表示，加裝(zhuang)FDMS后，儀器的(de)維護更為復雜(za)，尤其是在國內(nei)顆粒物成(cheng)分復雜(za)的(de)情況下。

周曉斌也承認，加裝了FDMS后，維護(hu)工作(zuo)量會增(zeng)加。“振蕩(dang)天平法儀器在美國(guo)的(de)使用率達到62％左右，捕捉(zhuo)了別的(de)方法不(bu)能捕捉(zhuo)的(de)東西，這(zhe)是(shi)有代價的(de)，包(bao)括價格、維護(hu)等(deng)方面(mian)。目前，我們(men)已經對這(zhe)一(yi)儀器進行了改良，并(bing)在努力提高售后服務的(de)能力。”

該如何選擇監測儀器？ 組織開展PM2.5手工標準方法和自動監測方法的比對測試

對于正在(zai)籌備(bei)PM2.5監測工作的全國(guo)各地環保部門來說(shuo)，該如何選(xuan)擇監測儀器？據記者了(le)解，由(you)中國(guo)環境(jing)監測總站牽頭的比(bi)對工作正在(zai)進行，目前還沒有形成最終報(bao)告。

為確(que)保“十二五”PM2.5監測工(gong)作(zuo)順(shun)利開展，中國環境監測總站在(zai)去(qu)年12月(yue)開始著手(shou)準備PM2.5自(zi)動監測方法(fa)適用性比(bi)對測試工(gong)作(zuo)，并制定了《PM2.5自(zi)動監測方法(fa)適用性比(bi)對測試實驗方案》。

根(gen)據中國(guo)環(huan)境(jing)監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)總站(zhan)網站(zhan)的(de)(de)消息(xi)，參考美國(guo)EPA對PM2.5自動監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)儀(yi)器(qi)的(de)(de)認證方(fang)法(fa)(fa)(fa)，以(yi)我(wo)國(guo)手工監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)標(biao)準(zhun)方(fang)法(fa)(fa)(fa)為標(biao)準(zhun)，要對不(bu)同廠家、不(bu)同原理的(de)(de)環(huan)境(jing)空氣自動監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)儀(yi)進行單機比對測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)，以(yi)全面了解(jie)PM2.5監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)中的(de)(de)β射線(xian)方(fang)法(fa)(fa)(fa)、β射線(xian)方(fang)法(fa)(fa)(fa)聯(lian)(lian)用濕度補(bu)償和光散(san)射法(fa)(fa)(fa)、振蕩(dang)天平(ping)(ping)(TEOM)方(fang)法(fa)(fa)(fa)、振蕩(dang)天平(ping)(ping)聯(lian)(lian)用膜補(bu)償測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量方(fang)法(fa)(fa)(fa)(TEOM－FDMS)等國(guo)內(nei)外主流(liu)監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)方(fang)法(fa)(fa)(fa)與手工標(biao)準(zhun)監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)方(fang)法(fa)(fa)(fa)之間的(de)(de)差異，為我(wo)國(guo)“十二五”空氣監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)工作中PM2.5監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)技術(shu)路線(xian)確定、監(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)技術(shu)規范編制提(ti)供技術(shu)支(zhi)持。

2012年1月8日起(qi)，中(zhong)國環境監測(ce)總站大(da)氣室先(xian)后調集了美國賽默飛世爾科技公司(si)、美國MetOne公司(si)、河(he)北(bei)先(xian)河(he)環保、北(bei)京(jing)中(zhong)晟(sheng)泰科公司(si)、武漢天虹(hong)(hong)公司(si)、安徽藍盾光電子(zi)公司(si)等(deng)國內(nei)外企業(ye)的9種PM2.5自動監測(ce)儀器，以及美國賽默飛世爾科技公司(si)、德國Derenda公司(si)、武漢天虹(hong)(hong)公司(si)等(deng)國內(nei)外廠家的4種手工采樣(yang)監測(ce)儀器。

2012年(nian)1月中旬(xun)開(kai)始，中國環(huan)境監(jian)測(ce)(ce)總站根(gen)據已編(bian)制的PM2.5監(jian)測(ce)(ce)方(fang)法適(shi)用性測(ce)(ce)試(shi)方(fang)案，組(zu)織開(kai)展了PM2.5手工標準方(fang)法和自動(dong)監(jian)測(ce)(ce)方(fang)法的比對測(ce)(ce)試(shi)。

“我們所做(zuo)的(de)(de)是(shi)嘗(chang)試給(gei)大家一(yi)個(ge)建議(yi)，但目(mu)前(qian)還沒做(zuo)完。對于這(zhe)個(ge)測試，我們非常慎重，數據要(yao)足夠充分，才(cai)能(neng)證明選型是(shi)合適(shi)的(de)(de)。如(ru)果(guo)達到這(zhe)一(yi)標準(zhun)，我們會(hui)在合適(shi)的(de)(de)時候公布(bu)一(yi)些型號。但目(mu)前(qian)的(de)(de)測試多是(shi)在污(wu)染較(jiao)少、干(gan)燥天氣(qi)下進行的(de)(de)，影響儀器性能(neng)的(de)(de)大霧天氣(qi)較(jiao)少，還需要(yao)進一(yi)步測試。”

王瑞斌(bin)提醒，不要糾(jiu)結(jie)于(yu)原理，每一種(zhong)原理都有很(hen)多廠家(jia)(jia)采用，涉及的(de)儀器(qi)有很(hen)多型號，但不是(shi)(shi)所(suo)有都可(ke)以用，要重結(jie)果(guo)(guo)而不是(shi)(shi)重原理，關鍵是(shi)(shi)要測(ce)量準確(que)。“儀器(qi)出現誤(wu)差(cha)是(shi)(shi)很(hen)自然的(de)現象，我們對(dui)儀器(qi)誤(wu)差(cha)是(shi)(shi)認(ren)(ren)(ren)可(ke)的(de)。一個高10％，一個低10％，20％就出來(lai)了。如果(guo)(guo)大(da)家(jia)(jia)采用了國家(jia)(jia)認(ren)(ren)(ren)可(ke)的(de)型號，結(jie)果(guo)(guo)就是(shi)(shi)國家(jia)(jia)認(ren)(ren)(ren)可(ke)的(de)。”

相(xiang)比而(er)言，采用振蕩天平法(fa)技(ji)術的企(qi)業(ye)較少，國外(wai)主要是美國賽默飛世(shi)爾公司，安徽(hui)藍盾光電子、武(wu)漢天虹(hong)等國內廠商(shang)也都吸收和引進了這一技(ji)術并生產(chan)出(chu)自(zi)己的設備。美國賽默飛世(shi)爾、美國METONE、先(xian)河環保、武(wu)漢天虹(hong)等國內外(wai)企(qi)業(ye)生產(chan)β射線法(fa)監測設備。

南(nan)北(bei)方不同的氣候條(tiao)件對儀器有不同要求嗎？“如(ru)(ru)果實驗數(shu)據表(biao)明在南(nan)北(bei)方不同的條(tiao)件下，儀器表(biao)現有差別(bie)，會出臺明確意見，如(ru)(ru)果沒有數(shu)據支撐，不能想(xiang)當然(ran)地(di)說南(nan)方或者北(bei)方不能用什么。”王瑞斌說。

美國花了10年，我們用幾個月行嗎？ 競爭是必須的，希望是良性的競爭，對市場、企業、用戶、政府、技術發展革新都有好處

 今年3月，記者(zhe)在(zai)北(bei)京見(jian)到了賽默飛世爾科技(ji)空氣質量儀器副總裁(cai)兼總經理Michael　Nemergut。他表示，賽默飛已經拜訪了美國大(da)使館，希(xi)望能將(jiang)它們的(de)儀器也放到美國大(da)使館進行PM2.5監(jian)測，但目前還沒(mei)形成相應(ying)的(de)機制。

“對于(yu)PM2.5的(de)監測問(wen)題，美國(guo)(guo)花了10多年(nian)的(de)時間來研究(jiu)，中(zhong)國(guo)(guo)要用(yong)幾(ji)個月時間來跨越，挑戰性無疑是(shi)很(hen)大的(de)。中(zhong)國(guo)(guo)沒(mei)有(you)必要也不應(ying)(ying)跟著美國(guo)(guo)走，中(zhong)國(guo)(guo)比美國(guo)(guo)的(de)情況更復(fu)雜，但國(guo)(guo)內應(ying)(ying)該(gai)可以從中(zhong)借鑒經驗(yan)，將自己的(de)工(gong)作做得更好。”周曉斌說。

據介紹，美國(guo)EPA對于(yu)PM2.5的(de)監(jian)測(ce)(ce)始(shi)于(yu)1999年，但在(zai)2008年之前，一(yi)直采(cai)用聯(lian)邦(bang)參(can)比法(fa)(fa)(簡(jian)稱(cheng)FRM)也(ye)就(jiu)是手(shou)工稱(cheng)重法(fa)(fa)作(zuo)為標準方法(fa)(fa)監(jian)測(ce)(ce)并(bing)(bing)報送數據。從2008年開始(shi)，EPA開始(shi)使用聯(lian)邦(bang)等(deng)效法(fa)(fa)(簡(jian)稱(cheng)FEM)，并(bing)(bing)先(xian)后認(ren)證(zheng)了6臺監(jian)測(ce)(ce)儀器，包括振(zhen)蕩(dang)天平法(fa)(fa)、β射線法(fa)(fa)等(deng)。

周曉斌告訴記者，美國(guo)目前還有大批未(wei)經EPA認證(zheng)的(de)PM2.5監測(ce)(ce)儀(yi)器仍在使(shi)用(yong)，經過EPA認證(zheng)后(hou)的(de)PM2.5監測(ce)(ce)儀(yi)器要(yao)(yao)加(jia)裝(zhuang)(zhuang)FDMS，但這并不是強制標(biao)準。如果(guo)(guo)(guo)加(jia)裝(zhuang)(zhuang)了FDMS，監測(ce)(ce)結(jie)果(guo)(guo)(guo)會被認定(ding)為FEM結(jie)果(guo)(guo)(guo)，沒有加(jia)裝(zhuang)(zhuang)FDMS的(de)監測(ce)(ce)結(jie)果(guo)(guo)(guo)會被認定(ding)為PRE－FEM　結(jie)果(guo)(guo)(guo)，都需(xu)(xu)要(yao)(yao)與FRM進行比對校準。“FEM結(jie)果(guo)(guo)(guo)需(xu)(xu)要(yao)(yao)每6天與FRM結(jie)果(guo)(guo)(guo)比對一(yi)次，而PRE－FEM　的(de)監測(ce)(ce)結(jie)果(guo)(guo)(guo)需(xu)(xu)要(yao)(yao)每3天比對一(yi)次。”

雖然各種爭論(lun)和(he)報(bao)道不(bu)斷出現，但(dan)國(guo)內(nei)對PM2.5監測儀器的大規模采購尚(shang)未開(kai)始。對于這個即將開(kai)啟(qi)的市場(chang)，國(guo)內(nei)外相(xiang)關(guan)監測儀器企業都在密切關(guan)注。

在中國(guo)環境監測(ce)(ce)總(zong)站進行的比對測(ce)(ce)試中，河北先(xian)河環保(bao)(bao)公司的XHPM－2000E監測(ce)(ce)儀(PM2.5自動(dong)監測(ce)(ce)儀)也在其(qi)中。先(xian)河環保(bao)(bao)在今年2月20日的一份(fen)澄(cheng)清(qing)公告(gao)中表示，“目前，公司在PM2.5自動(dong)監測(ce)(ce)儀技術及(ji)產品方面均有充(chong)分儲備，能夠滿足(zu)政府不(bu)同層次的采購(gou)需(xu)求。”

“競爭(zheng)是必須的(de)(de)，沒(mei)有競爭(zheng)就沒(mei)有發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。我們(men)希望是良性的(de)(de)競爭(zheng)，對(dui)市(shi)場(chang)、企業、用戶(hu)、政府、技術發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)革新都有好處。賽默飛(fei)可以提供EPA認證的(de)(de)6款儀器中的(de)(de)4款。我們(men)有更寬的(de)(de)產品(pin)線(xian)，可以滿足不同客(ke)戶(hu)的(de)(de)需求。如果選擇價格低廉、維護(hu)工作量小的(de)(de)，我們(men)有β射線(xian)法(fa)；如果資金寬裕，考慮揮發(fa)(fa)性顆粒物，則可用振蕩(dang)天平(ping)法(fa)。”周曉斌(bin)說。

據(ju)介紹，監測儀器(qi)的(de)生命周期(qi)一般為6~8年，如何在(zai)這(zhe)樣一個周期(qi)內保證穩定運行，是各地環境監測部門在(zai)采購(gou)儀器(qi)時必須慎重(zhong)考慮的(de)問題(ti)。

根據周曉斌提(ti)供的(de)(de)數據，賽(sai)默飛目前在國內市場售出的(de)(de)PM2.5監(jian)測儀(yi)器有100多臺，包括振蕩天平法和β射線法。

對于賽(sai)默飛儀(yi)器在(zai)國內(nei)(nei)外的(de)價(jia)(jia)格差異，周曉(xiao)斌說(shuo)，賽(sai)默飛在(zai)國內(nei)(nei)市(shi)場(chang)(chang)銷售的(de)儀(yi)器根(gen)據不(bu)(bu)同原(yuan)理和不(bu)(bu)同配(pei)置，價(jia)(jia)格在(zai)十幾萬元到三(san)十幾萬元之間，“國內(nei)(nei)市(shi)場(chang)(chang)價(jia)(jia)格不(bu)(bu)是(shi)(shi)簡單地(di)用美國市(shi)場(chang)(chang)價(jia)(jia)格乘以(yi)匯率(lv)得來的(de)，還(huan)要加上(shang)7％的(de)關稅、17％的(de)增值稅、運費等(deng)。國內(nei)(nei)是(shi)(shi)競爭(zheng)性很強的(de)市(shi)場(chang)(chang)，我們不(bu)(bu)可能在(zai)美國賣(mai)(mai)10元，在(zai)國內(nei)(nei)賣(mai)(mai)12元。”

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