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環(huán)境空氣PM2.5自動監(jiān)測質(zhì)量核查分析論文
摘 要：本研究從PM2.5顆粒物樣品的采集、分析環(huán)節(jié)、PM2.5顆粒物質(zhì)量檢測、檢測儀器精密度的控制和電機(jī)電刷的控制等5個方面，對環(huán)境空氣PM2.5自動監(jiān)測質(zhì)量核查進(jìn)行分析，以期為提高環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量、維護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡提供參考。
關(guān)鍵詞：PM2.5; 自動檢測; 質(zhì)量核查
PM2.5是指等效直徑≤2.5 μm的氣溶膠顆粒，如果空氣中的PM2.5含量超標(biāo)，不但會對大氣環(huán)境造成污染，而且很容易誘發(fā)支氣管炎、心血管疾病和哮喘等疾病，危害人們的身體健康。因此，加強(qiáng)對環(huán)境空氣PM2.5的自動監(jiān)測，做好監(jiān)測質(zhì)量的核查分析工作，對推動社會和諧穩(wěn)定發(fā)展有著積極的意義。
1 PM2.5顆粒物樣品采集的控制措施
首先，采集人員需要按照規(guī)定的要求開展樣品采集工作，保證采樣器和地面高度間距≥1.5 m。如果采集時的風(fēng)速>8 m/s，則不能進(jìn)行樣品采集工作。同時，采集點(diǎn)需要遠(yuǎn)離污染源和障礙物，以確保采集樣品的代表性，以及樣品采集工作的有效性與合理性。
其次，在測定樣品的日平均濃度時，為了避免因采集時間集中和采集次數(shù)較少的不利影響，監(jiān)測人員需要采取間斷采樣方式，并且測定的次數(shù)需要≥4次，采樣累計時間需要≥18 h，以保證采集樣品的全面性，以及樣品日平均濃度的準(zhǔn)確性。
最后，在樣品采集的過程中，采集人員需要利用鑷子將稱重后的濾膜放在采樣夾濾網(wǎng)上，保證濾膜毛和進(jìn)氣方向相互對應(yīng)。在每一次的濃度測定結(jié)束后，監(jiān)測人員需要更換濾膜，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確無誤。在測定樣品日平均濃度時，采集樣品可直接放置在濾膜上，在完成采樣工作后用鑷子取出濾膜，并將濾紙灰塵面進(jìn)行對折，放入樣品盒或者紙袋中，詳細(xì)記錄采樣的過程。
2 分析環(huán)節(jié)的控制措施
一方面，監(jiān)測人員需要將濾膜放置于恒溫恒濕箱中，并以平衡狀態(tài)保持24 h，其平衡狀態(tài)的條件為溫度15～30 ℃，濕度45%～55%，并將溫度和濕度進(jìn)行詳細(xì)記錄，為保障濾膜質(zhì)量滿足監(jiān)測。在濾膜處于平衡狀態(tài)后，監(jiān)測人員需要利用0.01 mg和0.10 mg分析天平稱量濾膜的重量，并將稱量的結(jié)果詳細(xì)記錄，保障數(shù)據(jù)分析和計算時的準(zhǔn)確性。
另一方面，在對恒溫恒濕箱中相同濾膜進(jìn)行稱量時，監(jiān)測人員需要保證稱量條件相同，并且需要在濾膜平衡1 h后稱重。在對PM2.5和PM10樣品濾膜稱重的過程中，如果兩次稱重的重量誤差<0.40 mg或<0.04 mg時，需要互相滿足恒重的要求。
3 PM2.5顆粒物質(zhì)量的控制措施
為滿足連續(xù)采樣及測試要求，濾膜上PM2.5顆粒物濃度的監(jiān)測儀器主要為石英振蕩天平質(zhì)量傳感器，以確保準(zhǔn)確檢測出濾膜上的質(zhì)量增量。因?yàn)椴蓸拥牧髁抗潭�，如果想要縮短測試的周期，則質(zhì)量傳感器靈敏度需要更高，這也容易導(dǎo)致傳感器元器件出現(xiàn)老化和侵蝕污損等情況，影響其定量性能，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度失真。因此，監(jiān)測人員需要定期利用標(biāo)準(zhǔn)膜對質(zhì)量傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)與校準(zhǔn)。
由于標(biāo)準(zhǔn)膜質(zhì)量直接影響到PM2.5顆粒物的檢測質(zhì)量和質(zhì)量傳感器的校準(zhǔn)結(jié)果，所以，其保存和使用工作非常重要。在使用石英振蕩天平質(zhì)量傳感器時，監(jiān)測人員需要正確放置標(biāo)準(zhǔn)膜，并在檢驗(yàn)和校準(zhǔn)的過程中，防止PM2.5顆粒物從管壁掉在標(biāo)準(zhǔn)膜上。同時，標(biāo)準(zhǔn)膜數(shù)量需要保持在2個以上，這樣在檢驗(yàn)與校準(zhǔn)的操作過程中，可以利用多個標(biāo)準(zhǔn)膜對質(zhì)量傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)與校準(zhǔn)，從而通過分析響應(yīng)時間和響應(yīng)讀數(shù)相近程度，準(zhǔn)確判斷質(zhì)量傳感器檢驗(yàn)與校準(zhǔn)的效果。
4 精密度的控制措施
在檢驗(yàn)和校準(zhǔn)質(zhì)量傳感器后，如果取下PM2.5顆粒物切割器，讓子站2臺監(jiān)測儀器同時進(jìn)行PM10濃度的測試，檢測人員會發(fā)現(xiàn)很多時候兩者數(shù)據(jù)并不相同，數(shù)據(jù)平均值的時段越短，兩者之間的差異性就越大，即檢測的精密度存在問題。當(dāng)精密度問題比較嚴(yán)重時，PM2.5和PM10的濃度關(guān)系會與實(shí)際情況偏離較多，出現(xiàn)PM2.5≥PM10的檢測結(jié)果。因此，監(jiān)測人員需要采取有效的精密度控制措施。
在實(shí)際的測試工作中，監(jiān)測人員可以在確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取率基礎(chǔ)上，定期取下來PM2.5切割器，并讓子站2臺監(jiān)測儀器在規(guī)定時間內(nèi)同時開始PM10的濃度測試，并依據(jù)測試的數(shù)據(jù)結(jié)果，分析判斷顆粒物濃度檢測精密度的控制水平。同時，檢測人員可以利用5 min內(nèi)的平均值監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立線性回歸方程，以系數(shù)(如>0.99)、截距(如±5 μg/m)與斜率(如1.00±0.05)為質(zhì)量控制的指標(biāo)，確定顆粒物檢測儀器精密度能否符合要求的標(biāo)準(zhǔn)。如果精密度不符合要求標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測人員需要檢查系統(tǒng)的氣密性、樣品傳輸管道清潔度、溫度控制、切割頭清潔度及完整性和質(zhì)量傳感器的準(zhǔn)確性等，并采用逐一排除法，直到最終發(fā)現(xiàn)問題的原因所在，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢查和控制的目標(biāo)。
5 電機(jī)電刷的控制措施
如果在樣品采集的過程中，電機(jī)電刷存在問題，監(jiān)測人員需要在電機(jī)停止工作前，及時更換電機(jī)的電刷，避免采樣工作的失敗。監(jiān)測人員
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