【關鍵詞】空氣質量；自動監(jiān)測；手工監(jiān)測；方法原理；對比分析

前言

隨著社會的進步、經濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，環(huán)境空氣質量監(jiān)測越來越被人們所重視。環(huán)境空氣質量的好壞直接關系到環(huán)境的改善和人類的健康，為了能及時準確地反映出環(huán)境空氣質量，丹東市于2000年、丹東市下屬的東港市于2012年相繼開展了環(huán)境空氣質量自動監(jiān)測[1]，取代了原先采用的環(huán)境空氣質量手工監(jiān)測方法[2]，丹東市的其他縣級監(jiān)測站還在采用手工監(jiān)測方法。本文就環(huán)境空氣質量的自動監(jiān)測方法與手工監(jiān)測方法及原理進行對比分析，并指出它們的優(yōu)缺點。

1.空氣質量自動監(jiān)測與手工監(jiān)測的比較

目前環(huán)境空氣質量分析監(jiān)測項目主要是二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）三種污染物。環(huán)境空氣質量自動監(jiān)測方法是一套自動監(jiān)測儀器為核心的自動“測—控"系統(tǒng)，主要由自動監(jiān)測中心站和各個監(jiān)測子站組成，中心站由微機控制，進行數據監(jiān)控、調用、處理、存儲、上傳等，子站主要由樣品采集、空氣自動分析儀、氣象參數傳感器、動態(tài)自動校準系統(tǒng)、數據采集和傳輸系統(tǒng)以及條件保證系統(tǒng)等組成，無需化驗室化驗。手工監(jiān)測由現場采樣和化驗室分析兩部分組成。

1.1 自動監(jiān)測PM10與手工監(jiān)測PM10的比較

自動監(jiān)測PM10是現在采用3種方式，β射線法、振蕩天平法和光散射法，以β射線法進行比較和說明。

β射線法就是將β射線通過特定物質后，其強度衰減程度與所透過的物質質量有關，而與物質的物理、化學性質無關。通過測清潔濾帶（未采塵）和采塵濾帶（已采塵）對β射線吸收程度的差異來測定采塵量。β射線法測定PM10就是采用β射線原理，利用抽氣泵對大氣進行恒流采樣，經PM10切割器切割后大氣中的PM10顆粒物吸附在β源和蓋革計數管之間的濾紙表面上，采樣前后蓋革計數管計數值的變化反映了濾紙上吸附灰塵的質量變化，由此可以得到采樣空氣中PM10的濃度。氣路中溫度檢測器、壓力檢測器及流量檢測器保證了氣體流量的穩(wěn)定及數據的準確。

手工監(jiān)測PM10[3]的分析主要采用重量法進行測量：根據在現場PM10采樣，那會實驗室進行恒重、稱重，根據采樣前后濾膜重量之差及采樣體積計算PM10的濃度值。

1.2 自動監(jiān)測NO2與手工監(jiān)測NO2的比較

NO2自動分析儀：NO與O3發(fā)生反應生成激發(fā)態(tài)的NO2，在返回基態(tài)時發(fā)射特征光，發(fā)光強度與NO濃度成正比。NO2不與O3發(fā)生反應，可通過鉬催化還原反應（315℃）將NO2轉換成NO后進行測量。如果樣氣通過鉬轉換器進入反應管，則測量的是NOx，NOx與NO濃度之差即為NO2。

手工監(jiān)測NO2[4]是采用大氣采樣器采集環(huán)境空氣，用吸收液采集吸收。采樣器主要是采取單片機控制系統(tǒng)的原理控制恒流和恒溫，在恒流和恒溫的條件下，通過抽氣泵作用將大氣通過進氣嘴進入裝有吸收液的采樣瓶，被有選擇吸收后，經干燥瓶、過濾器，抽氣泵、緩沖瓶、轉子流量計、排氣嘴排出到大氣。在現場采集的樣品用HJ 479—2009鹽酸萘乙二胺分光光度法來測定二氧化氮：空氣中的二氧化氮與吸收液中的對氨基苯磺酸進行重氮化反應再與N—（1—萘基）乙二胺鹽酸作用，生成粉紅色的偶氮染料，在波長540—545nm之間處測得吸光度，吸光度與濃度值成正比，從而測出NO2濃度值。

1.3 自動監(jiān)測SO2與手工監(jiān)測SO2的比較

SO2自動分析儀：基于SO2分子接收紫外線（214 nm）能量成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時，發(fā)出特征熒光，由光電倍增管將熒光強度信號轉換成電信號，通過電壓/頻率轉換成數字信號送給CPU進行數據處理。當SO2濃度較低，激發(fā)光程較短且背景為空氣時，熒光強度與SO2濃度成正比。采用空氣除烴器可消除多環(huán)芳烴（PAHs）對測量的干擾。自動監(jiān)測SO2是采用非脈沖Zn燈發(fā)出的光線經過過濾為單色光并聚集在SO2的反應室進行的。這種紫外激發(fā)光速的強度同時被光通量檢測器測定，反應室樣氣中的SO2分子被紫外光激發(fā)輻射出高波長的熒光，通過檢測熒光強度得到SO2濃度。

手工監(jiān)測SO2[5]是采用大氣采樣器采集環(huán)境空氣：采樣器主要是采取單片機控制系統(tǒng)的原理，控制恒流和恒溫的條件下，通過抽氣泵作用將大氣通過進氣嘴進入裝有吸收液的采樣瓶，被有選擇的吸收后，經干燥瓶、過濾器、抽氣泵、緩沖瓶、轉子流量計、排氣管排出到大氣中去。SO2分析是根據HJ 482—2009副玫瑰苯胺分光光度法來進行，SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物。在樣品溶液中加入*加成化合物分解，釋放出的SO2與鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色化合物，用分光光度計在577nm處進行測定，所測得的吸光度與濃度值成正比，從而得出SO2濃度值。

2.空氣質量自動監(jiān)測與手工監(jiān)測優(yōu)缺點比較

（1）空氣質量自動監(jiān)測能夠及時、準確地測量出空氣中每一時刻污染物的濃度，不僅能夠提供日均值，而且每天的最高值、Z低值都能及時反映出來，避免人為因素所造成的誤差。這種自動監(jiān)測的方法不用把采集的樣品拿回到實驗室，不需要化驗分析，直接讀出測試結果。但自動監(jiān)測儀器昂貴，運行費用高，對供電要求嚴格，操作相對復雜，不易掌握。

（2）手工監(jiān)測經過多年的使用，逐漸被人們所認同，但手工監(jiān)測采樣時間長，不能及時報出空氣中污染物的濃度，只能提供日均值，易發(fā)生人為誤差。這種方法在外面采集的樣品要拿回到實驗室進行化驗分析，要有實驗室儀器設備和人員與之配套。但運行費用低，操作簡單、易掌握。

3.結語

對比兩種監(jiān)測方法，綜合分析和環(huán)境空氣監(jiān)測的現狀和發(fā)展趨勢，建立空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)是大氣環(huán)境監(jiān)測技術發(fā)展方向，現已經被我國各大、中城市普遍采用。隨著環(huán)境監(jiān)測技術和監(jiān)測儀器的不斷發(fā)展及我國經濟實力的增強，空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)會越來越完善，越來越為人們所重視，空氣質量日報及實時報告會更加及時準確，以利于社會經濟不斷發(fā)展和滿足人們對環(huán)境的了解等需求。