PM2.5監測需補哪些缺？
近年來，PM2.5污染成為政府和民眾關注的環境熱點問題。新修訂的《環境空氣質量標準》增設了PM2.5考核指標。環境保護部明確提出PM2.5監測時間表，指出急需在PM2.5監測儀器選型，建立監測規范、達標考核方法等方面加快進度，盡快出臺相應的規定和指導意見，為環境空氣質量管理服務。
PM2.5指空氣中空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物，狹義上僅指PM2.5的質量濃度；廣義上除PM2.5質量濃度外，還包括數濃度、體積濃度、表面積濃度、顆粒物粒度譜分布及其化學組成等。PM2.5既源于一次顆粒物排放，還包括由二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物、氨等前體物發生化學反應生成的二次顆粒物。
與大粒徑顆粒物相比，PM2.5粒徑小，易于載帶重金屬和有機物等有毒有害物質。且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。
PM2.5監測缺乏技術規范
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我國PM2.5監測缺乏統一技術規范，如缺乏PM2.5環境空氣質量達標考核方法、PM2.5監測點位布設指導意見、重量法采樣濾膜統一的質量標準及評價技術規范、PM2.5自動監測技術規范等。
我國一些城市雖已積極開展PM2.5監測工作，但是在監測過程中還存在許多問題，主要有以下幾方面:
缺乏統一的PM2.5環境空氣質量達標考核方法。我國對空氣質量目前采用兩種考核方法:API(空氣污染指數)和濃度指標。《環境空氣質量標準》要求以濃度指標作為PM2.5達標的考核指標，年均值和日均值需同時達標。但各地方政府一直采用API優良率作為達標的考核方法。因此，需結合我國實際情況進行科學論證，合理確定PM2.5達標考核方法，并制定和發布環境空氣質量評價技術規范。
缺乏PM2.5監測點位布設指導意見。我國常規環境空氣質量監測點可分為4類:污染監控點、空氣質量評價點、空氣質量對照點和空氣質量背景點。我國地級以上城市已按《環境空氣質量監測規范(試行)》要求布設了PM10國控監測點，并形成了較為完善的監測網絡。但PM2.5比PM10在空間上分布更均勻，不但能簡單地把全部PM2.5監測點位都布設在原PM10點位上。因此，如何在城市里用最少的點位來準確全面反映城市的整體環境空氣質量，以及如何在區域層面優化統籌各種類型的點位，迫切需要出臺PM2.5
監測點位布設的指導意見。
重量法采樣濾膜缺乏統一的質量標準及評價技術規范。國內的空氣采樣濾膜缺乏相應的檢驗及使用技術規范，影響國內PM2.5監測數據結果可比性和可靠性。無論是使用國產濾膜還是進口濾膜，即使是同種濾膜也會因為壓降與均一性存在差異，從而產生濾膜顆粒物負荷差異和濾膜表面顆粒物分布不均勻，這是導致化學成分分析誤差的原因之一。尤其需要指出的是，我國一些地區PM2.5濃度值過高，有時會出現顆粒物負荷超載和濾膜穿透等現象。此外，濕度對濾膜的性能也會產生明顯影響。
缺乏PM2.5自動監測技術規范。我國部分城市和研究機構近10年相繼開展了環境空氣中PM2.5研究性自動監測工作。但由于缺乏PM2.5自動監測儀器國家認證/指定的儀器型號目錄，造成目前廣泛運行的PM10自動監測儀器和部分省市購置的PM2.5自動監測儀器品種類型較多，在PM2.5自動監測儀器設備選購、運行維護、質量保證和質量控制等方面缺乏完善的、統一可行的指導意見和技術規范。導致不同地區、不同型號儀器的監測數據缺乏代表性和可比性，影響監測數據的公信力和對監測數據的進一步深入挖掘和使用。
部分PM2.5采樣器達不到采樣要求
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目前部分自動采樣器在設計上達不到采樣要求，原因在于缺乏小時濃度監測值采樣時間的技術要求，PM2.5濃度在轉換為標態時容易產生系統差異，缺少針對我國自然條件進行優化的監測設備等。
目前部分PM2.5自動采樣器在設計上達不到我國采樣要求。
首先，環境空氣質量標準規定，PM2.5自動分析方法可采用微量振蕩天平法和β射線法，對24小時平均數據有效性規定為每日至少有20個小時平均濃度值或采樣時間。目前，多個城市發布PM2.5小時均值濃度，但缺乏小時濃度監測值采樣時間的技術要求，對此，應參照氣體污染物小時均值采樣要求給出每小時最低的采樣時間要求。
第二，不同國家對標態的規定有差別，導致PM2.5濃度在轉換為標態時容易產生系統差異。美國規定標態為25℃、1atm，而我國規定為0℃、1atm。在我國應用美國標態的儀器時，可導致PM2.5值較我國標態約低8％，從而產生達標率差異。因此，在我國使用的監測儀器應符合并執行我國的標態規定。
第三，缺少針對我國高原地區特有的低氣壓、溫差大、散熱差的自然條件進行優化的監測設備。
第四，顆粒物濃度水平、成分特征的差異可造成自動監測結果出現誤差。由于各地經濟發展不平衡，在能源結構、產業結構、工業布局、區域自然環境等方面存在差異，PM2.5易受污染源和局地氣候的影響導致小時平均值從幾μg/m3到幾百μg/m3的變化。有時出現幅度大、變化快的狀況，對PM2.5監測儀器量程、精度和靈敏度要求高。
國產PM2.5自動監測儀器研發起步晚，尚無具有自主知識產權關鍵核心技術。國內缺乏具有自主知識產權的組件和成套整裝設備，已有的設備精密度或一致性偏低，導致國內各級監測站和科研單位大多選擇采購進口儀器，從而使進口自動監測儀器占據國內大部分市場，對進口儀器的過分依賴導致其價格呈現上漲趨勢。此外，還存在進口儀器運維費用高、運維服務不及時等問題。
全面提升PM2.5監測能力的建議
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加快出臺空氣質量評價技術規范，優化PM2.5監測點位，科學有序推進PM2.5
監測，研發適合我國國情的PM2.5監測儀，盡快出臺PM2.5監測技術規范和儀器認證/指定程序，加快發布污染源細顆粒物監測規范。
針對我國PM2.5監測存在的問題，筆者認為，應從以下幾方面提升我國PM2.5監測能力。
首先，加快出臺空氣質量評價技術規范。鑒于我國PM2.5達標任務的長期性和艱巨性，借鑒國外經驗，建議從低到高、由易到難循序漸進對PM2.5環境空氣質量進行評價。采用多點位監測值平均值達標作為初級達標，各單點位監測值達標設定為達標。每個點位都達標后再通過模型估算PM2.5最高濃度點處也達標設定為全面達標。
目前，我國用于空氣質量標準達標狀況、監測點位布設等的相應空氣質量法規模式還是空白。因此，有必要在完善現有空氣質量模式的同時，開發適用于環境空氣質量管理的法規模式，以完善達標考核體系。
第二，優化PM2.5監測點位，科學有序推進PM2.5監測。我國應高度重視監測網絡設計的科學性。要在充分調研已有的研究成果和了解我國PM2.5特性的基礎上，通過現有的地面監測，并結合衛星遙感和空氣質量模型，掌握PM2.5的時間和空間分布特征。參考國外經驗，在污染最重的區域布設監測點位，以保證所有區域達標。
由于PM2.5污染具有區域性特點，應適當增設測量污染物輸送的區域點位，這樣才能準確全面反映城市和區域PM2.5污染特征和變化趨勢。結合監測的目的，發布我國PM2.5監測戰略，提出我國PM2.5手工監測與自動監測布點技術指南，出臺環境空氣質量監測點位管理辦法，指導各地PM2.5監測優化布點，逐步形成符合我國大氣環境特點的環境空氣質量監測網絡。定期、不定期對監測點位進行評估，評估結果作為監測點保持、撤銷或調整、增設的依據。通過評估發現現有監測體系存在的問題，及時調整國家的監測戰略或技術要求。
第三，研發適合我國國情的PM2.5監測儀。關注溫濕度、壓力、PM2.5中易揮發性二次組分對監測的影響。二次無機細顆粒物(硫酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等)和二次有機物一般占PM2.5質量濃度的30％以上，個別地區可高達50％以上。PM2.5中硝酸鹽、銨鹽和有機物為易揮發性組分，在大氣中與氣態組分處于動態平衡，受溫濕度和大氣壓力影響很大，在采樣過程中易被吸附或分解、凝結或揮發，造成或正或負的誤差。同時，上述化學組分吸濕性強，受濕度的影響粒徑大小(尺度)變化幅度大，對于PM2.5采樣粒徑切割和稱重均產生顯著影響。此外，環境濕度對濾膜的性能也會產生明顯影響。因此，在開展PM2.5自動監測的同時，同期開展重量法日均值比對研究，探究大氣壓力、溫度、濕度、成分(硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、二次有機物、結合水、結晶水等)等多種因素對監測的影響，在制定手工和自動監測規范時應充分考慮上述因素對監測的影響，提出因地因時的校正方法。特別需要指出的是，我國有廣闊的高原地貌，對于PM2.5的監測需考慮到海拔高、氣壓低和溫差大的特殊情況。
同時，還要開展未列入環境空氣質量標準的PM2.5監測技術的研究和應用。目前的標準中僅將微量振蕩天平法和β射線法作為PM2.5的自動分析方法。而PM2.5自動分析方法還有光學法、電荷法、壓電晶體法等，其在科學研究中有比較廣泛的應用。盡管微量振蕩天平法、β射線法是PM2.5自動監測儀器中的主導儀器，但不應排斥其他技術。對于符合PM2.5自動分析技術指標的儀器都應允許使用。
此外，還要加強高精度、大尺度、快速PM2.5監測新技術研發，以及加快整裝成套監測設備和耗材國產化研發進度。
第四，盡快出臺PM2.5監測技術規范和儀器認證/指定程序。一是建議根據國際通行做法，以重量法作為PM2.5監測的基準方法。自動監測法作為等效方法，用于趨勢發布和預警預報。但基準方法和等效方法的數據關系如何調整修正、公報和達標采用什么數據等問題需要進一步明確。
二是制定和發布PM2.5自動監測規范。規范中應明確對儀器性能(切割效率、流量控制精度、溫濕度、采樣濾膜壓降等)、操作規范、監測質量保證、質量控制和數據格式與傳輸等要求，尤其是對PM2.5小時平均采樣時間的技術指標作進一步要求。并強制作為自動監測儀器的技術指標，指引自動監測技術發展方向。
三是出臺儀器認證/指定程序。針對我國現階段PM2.5濃度高、化學成分復雜的現狀，應從降低購置和運維成本、減少專業技術人員投入和穩定長期運行性能等多方面考慮儀器選型。建議對國內外多種儀器設備進行評估和比對，根據多個城市研究性監測和業務監測數據，提出適合不同經濟發展水平、經濟結構、氣象條件和地理分區的區域監測設備選型指導意見。盡快建立全面的PM2.5監測儀器市場準入和比對認證制度，防止在原產國沒有通過認證的儀器設備進入中國市場。不斷發布和更新PM2.5監測設備選型名錄，作為各地市選購所需的監測設備的依據。同一區域盡可能選用名錄上發布的同一類監測儀器，這樣便于對比和運行維護。
四是建立空氣采樣濾膜質量標準和評價技術規范。為滿足顆粒物監測和科研需求，應建立采樣濾膜質量標準及評價技術規范，明確不同采樣濾膜的種類、規格、結構形式和適用范圍。對采樣濾膜的主要性能指標進行研究和規范。完善濾膜稱重規范，特別是溫度和濕度范圍，研究并建立PM2.5和PM10采樣濾膜性能評價方法、濾膜樣品分析測試方法等。出臺空氣采樣濾膜的檢驗方法和驗收、保存、包裝及運輸等方面的規范。
第五，加快發布污染源細顆粒物監測規范。隨著新修訂的《環境空氣質量標準》發布，污染源產生的細顆粒物(PM2.5)的監測勢在必行，應盡快制定相關污染源PM2.5排放標準。針對源采樣的技術主要有加熱采樣和稀釋采樣兩種技術路線。加熱采樣法是通過加熱去除濕度的影響，但缺少環境老化過程，不能模擬發生源產生污染物進入大氣后的行為過程。稀釋采樣法是通過稀釋降低濕度和溫度，模擬反應發生源產生的污染物進入大氣后的老化行為過程，之后進行濾膜采樣和成分分析，得到成分譜。稀釋采樣法為主流方法，發展至今已經有20多年。但由于污染源復雜，至今尚未形成統一的監測規范，造成污染源監測數據的可比性差。對此，建議我國加快制定并發布污染源細顆粒物監測規范，為全面開展污染源監測做好準備。
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