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自1991年探索建立開始至今三十余年時間，中國污染源自動監控系統不斷趨于完善，數據捕獲及應用能力亦取得了長足進步。根據生態環境部2022年公布的數據，全國范圍內現有固定環境空氣站數量16980個，重點涉氣排污單位監控點達4.8萬個，一個以自動監控數據為核心的非現場監管體系已然成型。
與此同時，隨著“雙碳”目標提出及“十四五”新時期到來，生態環境事業發展再提速，以細顆粒物和臭氧為主要特征的復合型污染順勢而起，一躍成為當下最棘手的大氣環境問題。相應地，大氣監測指標及任務亦迎來巨變，寬泛、籠統的數據已不能滿足后續治理需要，監測模式亟待由“廣撒網”向“精捕撈”升級。
處在中國大氣監測精細化轉型的重要拐點，帕剌斯儀器（上海）有限公司（Palas®）集結行業專家力量，力邀遼寧省沈陽生態環境監測中心副主任王男、中國科學院大連化學物理研究所研究員江凌出席，圍繞Palas®優勢產品——粒徑譜儀的技術特性進行深度分析，呈現了一臺專業觀點純度與可理解性兼具的在線研討會！
(↑點擊圖片，開啟回顧)
從歐洲監測網絡的廣泛實踐中汲取經驗，頗有德式嚴謹認真氣質的Palas®又為中國大氣環境監測事業貢獻了什么特色方案？其實際應用表現如何？我們一起來看。
主題：粒徑譜儀在大氣監測中的應用
主講人：王男 碩士，高級工程師，畢業于天津大學，化學工藝專業，遼寧省沈陽生態環境監測中心副主任，從事空氣質量預測、VOCs監測分析等領域。
污染物由單一型過渡至復合型構成中國大氣環境顯著的階段性特征。為滿足日益精細化的大氣環境監測管理需求，沈陽市政府策劃建設了大氣復合污染立體監測超級站，除常規空氣質量評價指標，內容還延伸至氣象因子、大氣顆粒物物理化學組分、垂直監測等。
“通過對全年顆粒物監測數值進行匯總分析，我們可以找到沈陽顆粒物污染排放的主要時段及重點地區等，并結合顆粒物特征進行分析，溯源顆粒物污染形成的主要原因，有針對性地施策治理。”王男分析稱，有龐大的監測數據庫做支撐，顆粒物污染水平與質量濃度、氣象條件(風速、溫度、濕度)等的關系也愈發明朗。
談及顆粒物實時在線連續監測，王男關注到了Palas旗下Fidas®系列產品。據悉，有TÜV Rheinland(歐洲范圍)的DIN EN 15267-1和-2認證加持，且受德國環境署批準，該設備當前頗受中國市場青睞。Fidas®擁有256個原始數據通道，實際應用中，可同時測量PM1、PM2.5、PM4、PM10、TSP等。且相比之下，Fidas采用的光散射原理測量技術，在顆粒數量和粒徑測量連續性、分辨率上表現更為優異，已取得認證的Fidas®設備范圍覆蓋可0.18μm至18μm。
隨著大氣環境科學研究愈發深入，數值精度要求還將有進一步提升，監測儀器作為獲取實時數據的手段，重要性日益凸顯。反過來，這些研究成果亦將助力顆粒物治理工作開展，幫助中國大氣污染防治事業再上一個臺階。
主題：掃描電遷移粒徑譜儀的功能及應用：從實驗室研究到外場觀測
主講人：江凌 中國科學院大連化學物理研究所，研究員，國家杰出青年科學基金獲得者。
考慮到氣溶膠易對人體健康產生較為嚴重的影響，開展治理工作已刻不容緩。江凌指出，想要有效治理氣溶膠類型污染，摸清底數是重要的前提條件，而獲取不同粒徑模態顆粒物化學性質、轉換機制及沉淀途徑，離不開監測設備的支持。Palas力推產品——掃描電遷移粒徑譜儀(SMPS)在這方面表現過硬，其擁有4-1200nm寬粒徑范圍，可幫助實現高靈敏度、高分辨納米粒徑測量。
原理上，SMPS根據顆粒物“在差分電遷移率分析儀中基于電遷移率的不同被分別引出形成單分散氣溶膠”的基礎特性設計，可用于實驗室研究及外場觀測兩大場景。
在實驗室中，SMPS能夠輔助完成“生物源和人為源前體物生成SOA的產率和生長速率”“NOx、SO2和濕度對SOA產率的影響”“人類居住(打印機、皮膚、消毒劑)對室內SOA的影響”等氣溶膠、氣候議題的探析，提供精準的數據作為參考。在外場，通過SMPS在城市、郊區、沿海地區、雨林等來觀測氣溶膠粒徑分布，可有效彌補相關研究上的不足，形成完善的、具有中國特色的數據體系，推進大氣環境環境治理工作開展。
主題：Palas粒徑譜儀在顆粒物走航監測中的應用
主講人：胥忠德 Palas®中國區環境和汽車行業銷售經理。
近些年，為助力全國統一監測網絡建設，各地紛紛加碼布局環境空氣檢測站點。“搶裝潮”接近尾聲，東部及南部經濟發達地區基本實現應測盡測，固定式站點數量也已趨近飽和。但不可否認的是，面對中國960萬平方千米的體量，固定式站點即使鋪設密集，監測力量仍不足。再者，固定式站點范圍往往較為局限，有利于形成中長期控制質量趨勢報告，在偶發性污染事件的應對上卻稍顯滯后。
于是，機動性更強的走航監測，憑借作業范圍廣、反饋更及時等明顯優勢，已被作為日常空氣質量監測的重要補充及生態執法監察的重要手段。實際運用場景中，有關部門通過走航監測能夠快速掌握大氣污染物的分布及組分特征，以精準追溯到污染源頭，并形成有效的實時監測數據變化走勢。
而更便捷、更快速、更精準的設備無疑是走航監測開展的關鍵技術基礎。據胥忠德介紹，在多地企事業部門走航監測實踐中，Palas粒徑譜儀均有著不錯表現。可同時測量PM1、PM2.5、 PM4、PM10等，獲取其分布及變化情況，最大程度簡化作業流程，減少人工操作。在上海一案例中，合作伙伴為走航監測車配備了Palas監測設備，通過長期高頻次持續走航，成功找到污染規律，并以此為基礎有序展開整改工作。
深究Palas粒徑譜儀測量精準的原因，其關鍵技術——T孔徑技術功不可沒。“邊界誤差、重合誤差是當前粒徑譜儀技術最主要的兩個干擾源，會導致最終測量結果產生偏差。”胥忠德強調，針對邊界誤差，T孔徑設計特殊，可有效消解邊界上顆粒物數值的影響，經對比驗證，其測量數值基本與實際情況一致；針對重合誤差，T孔徑技術在算法上進行了優化，從根源避免顆粒物重合造成的檢測數值不準確。
實踐才能出真知！應用于地方大氣環境監測、應用于實驗室研究、應用于走航監測，Palas粒徑譜儀廣受好評，究其原因，不外乎技術可可靠、制造用心！其未來又將如何為中國大氣環境保護事業賦能，讓我們一起拭目以待！
