PM2.5和PM10监测数据“倒挂”现象原因的探讨
环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析

环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析【摘要】在公众对改善环境空气质量需求的推动下,大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》(GB3095-2012),肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日城市大气颗粒物(PM2.5和PM10)监测数据,出现了城市大气颗粒物(PM2.5和PM10)监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”(PM2.5监测浓度高于PM10)的现象,对该现象的研究分析对将来的自动监测工作极为重要。
【关键词】环境空气;PM2.5;PM10;负值;“倒挂”肇庆市已于2012年6月5日按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)在原有PM10监测和发布的基础上,增加了对PM2.5的监测分析和实时发布。
PM10是粒径小于等于10微米的颗粒物,也称为可吸入颗粒物。
PM2.5是直径小于等于2.5微米的颗粒物,也称为细颗粒物。
PM2.5是PM10的一部分。
在公众对改善环境空气质量需求的推动下,大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》(GB3095-2012),肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日以来城市大气颗粒物(PM2.5和PM10)监测数据,出现了城市大气颗粒物(PM2.5和PM10)监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”(PM2.5监测浓度高于PM10)的现象而影响数据实时发布的问题,在此对该问题进行分析探讨。
就目前肇庆市环境空气自动监测设备而言,主要为β射线方法和微量振荡天平方法的仪器,出现小时值为负值的现象通常见于微量振荡天平方法仪器。
微量振荡天平方法仪器是基于石英振荡杆上的膜片负重改变而导致振荡频率变化的原理来测量颗粒物的质量浓度。
正常情况下采样的颗粒物在膜片上是逐渐增加以及振荡频率变慢的变化过程,由膜片称重增量反映相关频率的降低变化与采样流量即可计算获得相应采样时段内的颗粒物浓度。
环境空气监测中颗粒物异常的特征及原因分析

环境空气监测中颗粒物异常的特征及原因分析牛刚【摘要】根据合肥市范围内环境空气自动监测点位的PM10与PM2.5数据,分析了不同监测仪器组合下的PM10与PM2.5监测数据异常情况.结果表明:当PM10采用振荡天平法时,PM10与PM2.5的倒挂率较高;冬季和夏季异常现象发生率明显高于其他季节;PM10与PM2.5在线监测数据异常的概率受方法、仪器、数据采集频率等影响.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2017(043)002【总页数】3页(P103-105)【关键词】PM10;PM2.5;自动监测数据;倒挂【作者】牛刚【作者单位】合肥市环境监测中心站,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】X831近年来,随着经济的飞速发展和城市规模扩大,空气中的颗粒物不断增多,导致能见度恶化,雾霾频发。
由颗粒物引起的区域性大气污染问题日趋严重,影响公众健康和城市景观,乃至社会经济的和谐发展。
合肥市是我国47个环境保护重点城市之一,作为全国第一批执行新GB3095—2012“环境空气质量标准”[1]的城市之一,于2012年12月开展对新标准规定的六项污染物的监测和发布,也是国内较早开展大气污染物自动监测工作的城市。
数据发布使人们对颗粒物监测结果产生困惑,公众对监测数据产生疑问,影响了在现实条件下对空气质量的理解和判断。
本文结合合肥开展颗粒物监测中多种型号监测仪器同时运行的结果,从监测方法和原理、仪器配置情况、测量误差等方面对颗粒物监测中的异常现象进行了原因分析和研究。
1.1 不同品牌型号仪器监测方法的比较从表1可以看出,仪器在不同监测方法组合下,倒挂率差别较大。
总体来看,当PM2.5采用β射线恒温法时,PM10采用振荡天平法,倒挂率较高;当PM2.5采用β射线动态加热法,PM10采用振荡天平法联用膜动态补偿系统,倒挂率较高;当两者采用完全相同的监测方法时,倒挂率很低或未出现倒挂现象。
1.2 不同季节的监测数据倒挂情况不同季节、不同气象条件下,颗粒物总量有较大变化。
PM2.5和PM10监测数据“倒挂”与环境因素的相关性探究

PM2.5和PM10监测数据“倒挂”与环境因素的相关性探究李培(酉阳自治县生态环境监测站,重庆 409800)摘要:随着社会经济的快速发展,城市化建设脚步不断加快,但与此同时环境问题日益突出。
本文主要对空气自动监测中PM10与PM2.5倒挂原因进行了探讨分析,并根据不同仪器测定的PM10与PM2.5数据,阐述了因检测方法不同所导致的差异。
关键词:倒挂现象;环境自动检测;PM10;PM2.5中图分类号:X83 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)03-0132-01DOI:10.16647/15-1369/X.2019.03.079Correlation between PM2.5and PM10 monitoring data“upside down”and environmental factorsLi Pei(Youyang Autonomous County Ecological Environment Monitoring Station, Chongqing 409800,China) Abstract: With the rapid development of social economy, the pace of urbanization has been accelerating, but at the same time environmental problems have become increasingly prominent. In this paper, the causes of PM10 and PM2.5upside down in air automatic monitoring are discussed and analyzed. According to the PM10and PM2.5data measured by different instruments, the differences caused by different detection methods are expounded. Big cockroaches appearing in atmospheric monitoring Keywords:Upside down phenomenon;Automatic environment detection; PM10;PM2.5PM10在我国《环境空气质量标准》中指的是动力学当量直径≤10μm的颗粒物,PM2.5属于PM10中的一部分,即PM2.5浓度应当小于PM10,但在实际监测中,由于使用的监测原理和仪器设计不相同,所以经常出现PM2.5的浓度大于PM10的“倒挂”现象。
不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应分析

不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应分析摘要当前PM2.5和PM10已成为引发大部分空气污染的罪魁祸首,基于此,认真监测并分析出不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的相应情况对于减少PM2.5和PM10以保证空气质量有着十分重要的意义。
本文从不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应特点出发,对春夏秋冬四季中PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应相关性做了研究,并进行了具体的阐释和说明。
关键词PM2.5;PM10;气象因素引言PM2.5指的是大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,而PM10则指的是大气中直径小于或等于10微米的颗粒物。
尽管两者十分细微,但是却能在很大程度上左右空气质量和能见度,更将对人体健康造成严重危害,特别是PM2.5能够直接进入到人的肺部并终生沉积无法排出。
因此,加強对PM2.5和PM10浓度的监测工作对保证民众的健康有着直接而深远的意义和影响。
1 不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应特点通常情况下,在一个四季分明的城市中,PM2.5和PM10的浓度也总是伴随着季节的不同而进行着变化,一般来讲,冬季PM2.5的浓度最高,之后是秋季和春季,夏季最低。
而PM10的浓度则总是在春季最高,冬季次之,在夏秋季则相对较低。
由此可以看出,PM2.5和PM10的浓度高发季节是在冬春季节,在这两个季节受高气压、高风速、低温度和低湿度的影响,PM2.5和PM10的浓度总是维持在较高状态[1]。
2 不同季节PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应相关性2.1 春季PM2.5和PM10浓度对地面气象因素的响应相关性经研究发现,在春季PM2.5和PM10的浓度总是与当地春季的平均风速和日照时长表现出了明显的负相关关系,与当地的平均湿度值则表现出了明显的正相关关系。
而二者之间的比值则呈现出了与当地春季平均日照数负相关却与当地春季平均气压值正相关的特征。
典型污染天气下PM2.5和PM10成因分析

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除效果以及污染物浓度随风速风向变化的分布特 征,并结合研究区地理位置和产业布局等方面,全 面探究研究区 PM25和 PM10污染成因。 2 结果和讨论 21 PM25和 PM10浓度变化规律
从图 1可知,PM25和 PM10小时值浓度变化规 律具有良好的协同性,有可能遵循相同的迁移转化 规律。除 14日下午至 15日因持续阵雨外,PM25 和 PM10浓度峰值基本是在每日的 20时之后,峰值 多出现在 21~24时,峰值过后是平稳下降至下午 6时左右,之后浓度继而上升到峰值。整体呈现夜 间凸型,白天凹型。呈现此类变化规律的现象主要 是因为夜间大气边界层降低,处于半山谷半盆地地 带的研究区大气污染扩散较差,并且此城市为工业 型城市,工业布局在北片东区域,物流发达,夜间 货车解除限行,大量重型货车出行在北偏东方向, 结合图 2可知,载货机动车尾气排放是导致污染物 夜间直接上升的主要原因,待凌晨后车辆出行较少 后,污染物开始逐步下降。 22 降雨对 PM25和 PM10的清除效果
向影响较大,研究区受北偏东方的风向影响较大, 当风向为北偏东时 (0°~30°),风速 >05m/s时 区 域 PM25和 PM10浓 度 值 多 数 超 过 70μg/m3 和 125μg/m3,出现这 种 现 象 的 主 要 原 因 是 研 究 区 北 偏东方向为此城市的工业区,并且北偏东方向县级 交界为其他两个发达区,有大量机动车及工矿企 业,所以一旦北偏东方风向且风速较大,则污染物 就随风迁移至研究区,加上研究区为半山谷半盆地 地带,不利于大气污染物扩散,长时间停留在研究 区不断累积叠加,就形成了 PM25和 PM10在北偏东 风向时候浓度较大的分布特征。 24 PM25和 PM10的相关性
大气自动监测中PM2.5和PM10倒挂成因及处理方法研究

诉 自 己 和 身 边 的 朋 友 家 人 ,尽 量 不 使 用 塑 料 袋 ,树 立 环 保 意 识 ,让
位 于 猶 的 瑞 典 ,i W M l 塑 雛 生 产 商 开 发 的 绿 色 购 物 我们共同生活的家园— 地球永远不再受“白色污染”的侵蚀。
科
袋 ,国内的大型超市连锁店都向顾客提•#!紙袋和可重复使用的布袋。 2.5.2我 国 在 “限 塑 ”方面所做努力
作者简介 刘坤朋(1999一 ),山东省青岛市,青岛二中,在校髙中生。
技
论
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文
与 案 例 交 流
表 3 样 品 2 总 P 浓度的测定
污泥质M
1
0.1070
2
0.1003
3
0.0991
移取消解液体积 1 1 1
测 M吸 光 度 0.098 0.092 0.091
污 泥 总 « 的浓度 2 . 3 0 x 1〇4 2.3〇x l 0 4 2 . 3 4 x 1〇4
分别向青岛市两座污水处理厂的干泥样品1 和 2 加 入 2.5mL 和 5m L的 500mg/L 标准样品,加标回收的结果如下表4 所 示 。
马 晓 (1964— ),男 ,内蒙古鄂尔多斯市,内蒙古 大 学 ,大学本
科 ,副高职称,研究方向:环境监测、环评和科研工作。 刘 忠 秀 (1982— ),男 ,陕 西 省 神 木 县 ,河 南 理T 大 学 ,大学本
科 ,丁 程 师 ,研 究 方 向 :环 境 监 测 及 分 析 。
(上 接 第 1 6 9 页)
响 。它虽然对我们的生活带来了很多的便利,但它的危害却大大
加拿大有个人口不到5 5 0 人的小镇规定,消费者购物的时候 影响着我们的健康,尤其是对环境造成了不可挽回的影响。对我
郑州市PM2.5和PM10质量浓度变化特征分析

第28卷 第3期2014年9月 干旱环境监测AridEnvironmentalMonitoring Vol.28 No.3Sep..2014 收稿日期:2014-05-06;修回日期:2014-06-20作者简介:郑瑶(1983-),女,河南温县人,工程师,硕士,主要从事自动监测工作。
郑州市PM2.5和PM10质量浓度变化特征分析郑 瑶,邢梦林,李 明,王潇磊(河南省环境监测中心,河南郑州 450004)摘 要:根据郑州市2013年PM2.5和PM10颗粒物连续自动监测数据,对郑州市各国控站点的PM2.5和PM10的达标情况、变化趋势等进行探讨分析。
结果表明:2013年郑州市PM10和PM2.5的年均质量浓度均超过了新标准规定的年均值二级标准限值。
PM10和PM2.5月均值峰值出现在1月和10月,谷值出现在8月,各月PM2.5的超标天数都大于PM10。
PM10和PM2.5冬季的日均值浓度明显高于其他季节,呈双峰型,夜晚浓度整体高于白天;PM2.5春、夏、秋三季日变化呈单峰型,PM10夏季和秋季呈单峰型,春季呈双峰型。
PM2.5和PM10日均值有着非常显著的线性相关关系,PM2.5和PM10浓度的比值(p)10月最高。
关键词:PM10;PM2.5;浓度;变化特征中图分类号:X823 文献标识码:A 文章编号:1007-1504(2014)03-0104-05AnalysisofPM2.5andPM10massconcentrationvariationcharacteristicsinZhengzhouZHENGYao,XINGMeng-lin,LIMing,WANGXiao-lei(HenanProvinceEnvironmentalMonitoringCentre,ZhengzhouHenan450004,China)Abstract:ThispaperanalyzedreachthestandardandvariationtrendofPM2.5andPM10fromZhengzhounationalcontrolsitesaccordingtocontinuousautomaticmonitoringdatain2013.TheresultsshowthattheannualaveragemassconcentrationsofPM2.5andPM10inZhengzhouin2013exceededannualaveragestandardofgradesecondarystandardlimitinthenewcriterion.TheresultsalsoshowsthatPM10andPM2.5monthlymeanpeaksappearedinJanuaryandOctoberandtroughsinAugust,andthenumberofdaysofPM2.5exceedingthestandardwaslargerthanthatofPM10ineachmonth.Thedailyaverageconcentra-tionsofPM10andPM2.5inwinterweresignificantlyhigherthanthatinotherthreeseasonsduring2013andpresentedasbi-modaldistribution,meanwhiletheirconcentrationsduringnightswereintegrallyhigherthanthatduringdays.Thediurnalvari-ationofPM2.5inspring,summerandautumnweresinglepeaktype.ThediurnalvariationofPM10insummerandautumnweresinglepeaktypeandbimodaldistributioninspring.TherewasasignificantlinearrelationshipbetweenPM2.5dailymeancon-centrationandthatofPM10,atthesametimetheratio(p)ofPM2.5andPM10concentrationwasthehighestinOctober.Keywords:PM10;PM2.5;concentration;variationcharacteristics 大气颗粒物是影响我国城市空气质量的首要污染物[1],PM10和PM2.5分别指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10μm和2.5μm的颗粒物,其大小、形态和化学组成与人们的健康有着密切的联系。
地铁车站PM2.5和PM10颗粒物浓度实测及分析

地铁车站 PM2.5 和 PM10颗粒物浓度实测及分析刘文龙 何垒 李懋中铁二院华东勘察设计有限责任公司摘 要: 为了进一步了解地铁车站内环境中的颗粒物浓度分布情况, 在 2015 年 11 月对上海市A 、 B 两个地铁车 站进行了实地监测,分析了PM2.5和PM10颗粒物浓度在一天中的变化规律及其影响因素。
测试结果显示站厅公 共区,站台公共区与轨行区的PM2.5浓度在监测时段内逐时变化规律相似。
站厅公共区,站台公共区PM10与 PM2.5在监测时段内逐时变化规律相似。
地铁车站站台内PM2.5/PM10质量浓度比值平均值为0.65~0.93, 颗粒物 污染主要为细颗粒物。
关键词: 站厅 站台 轨行区 PM2.5PM10 监测Site Monitoring and Analysis of Concentrationof PM2.5and PM10in Subway StationLIU Wenlong,HE Lei,LI MaoCREEC East China Survey and Design Co.,Ltd.Abstract: In order to get a better understanding of the Particle Concentration in subway station,in November 2015,two subway stations in Shanghai were monitored,and the changes of the concentration of PM2.5and PM10during the day and its influencing factors was analyzed.The results show that the changes of PM2.5concentration is similar at the public area of the station hall,the platform public area and the railroad area hour by hour;the changes of PM10and PM2.5at the public area of the station hall and the platform public area is similar hour by hour;the average mass concentration ratio of PM2.5/PM10in subway station platforms is 0.65~0.93,and the main particulate contaminant is fine particle.Keywords:station hall,platform,track area,PM2.5,PM10,monitoring收稿日期: 20201010作者简介: 刘文龙 (1988~), 男, 硕士, 工程师; 浙江省杭州市江干区三里亭路57号 (310004); Email:*********************0 引言PM2.5和PM10的浓度是影响地铁站站厅站台空气品质的主要参数之一, 有研究表明地铁车站内空气环境中所含的颗粒物与其他场合相比有较大区别 [12]。
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PM2.5和PM10监测数据“倒挂”现象原因的探讨[摘要]下文主要结合笔者多年的工作实践经验,针对PM2.5和PM10在线监
测过程中出现的”数据倒挂”现象进行成因分析,并提出对应的改进和保障措施,确保给出有效而高质量的PM2.5监测数据。
[关键词]PM2.5和PM10 监测数据倒挂原因对策
1什么是PM2.5和PM10
PM10是指空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物,PM2.5是指空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物。
粒径10微米以上的颗粒物,会被挡在人的鼻子外面:粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物,能够进入上呼吸道,但部分可通过痰液等排出体外,对人体健康危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物(也即“PM2.5”),它的直径还不到人头发丝粗细的1/20。
被吸入人体后会进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
还可以通过支气管和肺泡进入血液,其中的有害气体、重金属等溶解在血液中,对人体健康的伤害更大。
2PM2.5和PM10监测方法
2.1重量法
其原理是分别通过一定切割特征的采样器,以恒速抽取定量体积空气,使环境空气中的PM2.5被截留在已知质量的滤膜上,根据采样前后滤膜的质量差和采样体积,计算出PM2.5的浓度。
2.2微量振荡天平法(TEOM)
TEOM微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管,在其振荡端安装可更换的滤膜,振荡频率取决于锥形管特征和其质量。
当采样气流通过滤膜,其中的颗粒物沉积在滤膜上,滤膜的质量变化导致振荡频率的变化,通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量,再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标准的质量浓度。
PM10一般采用传统的微量震荡天平法。
2.3Beta射线法/β射线法
Beta射线仪则是利用Beta射线衰减的原理,环境空气由采样泵吸入采样管,经过滤膜后排出,颗粒物沉淀在滤膜上,当β射线通过沉积着颗粒物的滤膜时,Beta射线的能量衰减,通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。
PM10一般采用传统β射线法。
3PM2.5与PM10数据倒挂成因分析
PM10是空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物,而PM2.5是空气动力学当量直径小于或等于 2.5微米的颗粒物,从理论上来说,同时监测时PM2.5的浓度应该比PM10少,但是在PM10和PM2.5实际监测以来,还是会出现PM2.5的1小时平均质量浓度高于的PM10情况,即“PM2.5和PM10倒挂”。
为什么会出现这样的情况呢,针对这个问题,我们认真地比较了两者监测方法原理的差异,同时通过咨询仪器生产商、参加相关研讨会,积极与同行交流,对监测过程中出现倒挂现象的监测数据认真进行分析,根据收集到的资料及掌握的数据分析,现将可能的原因归纳为以下主要几个方面:
3.1使用不同的监测方法
就是PM10使用的监测方法和PM2.5不同,如PM10使用微量震荡天平法,而PM2.5使用β射线法,由于两者方法原理的差异性和各自方法的局限性,在湿度急剧变化时,微量震荡天平法PM10监测结果会迅速降低或者出现负值,而β射线法特别是带动态加热系统的β射线法PM2.5监测结果仍处于正常监测范围,则会出现倒挂现象。
3.2是否带补偿装置的差异
即PM10和PM2.5监测的方法原理是相同的,但是由于两者被纳入空气质量标准的时间相隔较久;二者的监测方法认证也是独立开展的,PM10普遍采用的是传统的微震荡天平法和β射线法在线监测的设备。
而PM2.5监测必须采用带补偿装置(FDMS)的微震荡天平法或动态加热的β射线法,带补偿装置的仪器会对监测过程中可能的挥发损失进行补偿,PM2.5中半挥发性物质占较大的比重,如果PM2.5的测量捕捉到了半挥发性的成分,而PM10的测量没有捕捉到,将会引起PM2.5的测试数值高于PM10。
3.3高温高湿气象条件
相对湿度一直是影响颗粒物质量浓度监测准确性的重要因素。
当环境空气中湿度较大和温度较高时,测尘仪位于装备有空调的室内,因此采样流量的相对湿度可能会远远高于室外的相对湿度,如果加热温度偏低,出现水的凝结,传统Beta射线法的浓度读数可能会远高于实际浓度。
但是如果加热系统温度过高,又将会使得大气中的可挥发性颗粒物产生较大损失。
因此在高温高湿气象条件下,如果颗粒物含水量较高(质量浓度可能也处于较高水平),在监测设备中难以快速有效去除,颗粒物质量浓度监测结果误差增加,可能导致PM2.5和PM10倒挂。
3.4监测仪器的影响
为保证数据的准确可靠,PM10/PM2.5连续监测设备需按照厂商所提出的维
护清单和维护操作指导进行定期校准和维护。
如果不能对仪器进行定期的校准和维护,就不能保证监测数据的准确性,可能出现PM2.5和PM10倒挂。
对于β射线法,为了保证精确测量PM2.5的浓度,求得挥发降低浓度与湿度增加浓度之间的平衡,PM2.5监测仪需要测量环境内相关气象条件,并且对监测仪的采样系统进样湿度进行实时控制。
而全国各地环境条件特征并不相同,如果对进样系统的相对湿度设置不同,测试结果也会不同。
当相对湿度设置较高的时候,测试结果会越高,可能出现PM2.5和PM10倒挂。
4对策与建议
(1)PM10和PM2.5尽量使用相同的监测方法,可以大大减少出现倒挂现象的机率。
(2)按照厂商所提出的维护清单和维护操作指导进行定期校准和维护,设备的维护和校准,需由经过培训的技术人员完成。
(3)通过一定时间的与手工方法的比对实验(一般需一年),设置合适的相对湿度参数。
(4)在相对湿度急剧变化或极端气候条件下时,加强对PM2.5和PM10数据的审核。
(5)增强与公众沟通,让公众了解到出现倒挂的成因,减少不必要的猜疑。
5结束语
综上所述,由于我国PM2.5监测时间较短,对监测中遇到的问题还必须通过长期的数据积累和比对实验展开深入地研究,对于以上PM2.5与PM10数据倒挂成因分析归纳为本人浅见,若以上对策和建议若能运用得当,应基本能够大大减少出现“数据倒挂”现象的机率,保证监测数据的准确性和可比性。