便携式大气污染物快速检测

提起当下中国的大气污染，人们首先想到的可能就是&ldquo PM2.5&rdquo ，这个环境术语现在几乎是老幼妇孺皆知。它是指那些当量直径在2.5微米以下的大气中的细颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比，它们在大气中的停留时间长、输送距离远，而且可深入到人体的细支气管和肺泡，不溶部分沉积在肺部，诱发或加重多种呼吸系统疾病，可溶部分则通过血液循环进入全身，影响心血管系统、生殖系统等全身多个系统的健康。 但是如果进一步深究，PM2.5究竟由哪些组分组成？它们的前体是什么？有哪些技术可以用来对它们实施监测？它们的源头如何确定？等等。这些专业性的问题恐怕就得找专业人士解答了。为了寻找答案，笔者参加了近日在京举办的&ldquo 2014大气颗粒污染物监测与防治技术研讨会&rdquo ，以一探究竟。 会议现场 源解析 重中之重 从政府部门防治的角度而言，大气污染物来源解析肯定是最受关注的。只有先找到污染物的源头，才能谈得上下一步的防治。据会上的消息人士透露，到今年年底，国家要完成所有省会及直辖市的大气污染物源解析，而到明年年底，要完成300余个地级市的污染物源解析。要保证这些工作的顺利进行，坚实的技术支撑是不可或缺的。 目前，我国采用得比较多的源解析技术方法是属于受体模型技术方法范畴的化学质量平衡模型。首先，通过颗粒物源类调查、识别，确定主要排放源类(种类、点位和数量)。其次，采用科学规范的采样和分析方法，进行颗粒物源类和受体样品的采集及化学分析，从而构建颗粒物源类和受体化学成分谱，选用合适的CMB模型软件进行解析。这种方法不依赖详细的排放源清单信息和气象资料，能够定量解析源清单技术方法难以确定的源类。 监测技术 五花八门 至于说到用于获取PM2.5原始数据的监测技术，可以称得上是五花八门。一方面是因为，对于PM2.5而言，需要监测的参数较多，诸如：颗粒物质量浓度、颗粒物化学组分（包括：元素成分、水溶性离子、含碳组分等）、二次颗粒物前体物（包括：SO2、NOx、VOCs）等。另一方面也是由于各公司采用不同的技术路线而造成的。 以颗粒物质量浓度为例，目前常用的三种测量方法，分别是&beta 射线法、振荡天平法以及光散射法，相应仪器的代表厂家，譬如赛默飞。 美国TSI和德国GRIMM(上海奕枫代理)则在本次研讨会上分别展出了各自的光学气溶胶粒径谱仪和扫描电迁移粒径谱仪。这两型仪器不仅可以给出颗粒物的总质量浓度，而且还可以给出粒径分布的结果。而扫描电迁移粒径谱仪通过差分粒子电迁移器和凝聚核粒子计数器相结合，将可测的粒径下限推进到５nm以下。这两个&ldquo 老对手&rdquo 的展位位置也很有意思，分居于会场两侧，遥遥相对。从这一点上可以看出组委会也确实是煞费了苦心。 除了上面这一对外，笔者在会场还碰到了另外两对四家堪称是对手的厂家，分别是研制气溶胶飞行质谱的格林德科技（德国）和广州禾信；以及开发激光雷达的中科光电与怡孚和融。前者是一种单颗粒分析技术，可同时对颗粒进行物理和化学特性分析。而后者可对高空的大气颗粒物进行遥感探测。很有趣，真应了那句&ldquo 不是冤家不聚头&rdquo 。 豪华的&ldquo 配角&rdquo 阵容 说完了PM2.5，让我们再来看看另一种主要大气污染物，&ldquo 可挥发性有机物&rdquo ，也就是通常所说的VOCs。VOCs主要包括烷烃、烯烃和芳香烃以及各种含氧烃、卤代烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等，是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。大气中的VOCs虽然浓度不高，但对环境和人体却有重要影响。同时，作为PM2.5的前体物之一，VOCs也是造成酸雾、烟雾的重要原因。 目前，对于VOCs的检测依然是以色谱或色质联用技术为主（某些便携式仪器也有采用光离子化技术的），这也就不奇怪为什么在本次研讨会上可以看到像安捷伦、PerkinElmer这些主业为实验室仪器的跨国公司的展位。在这个领域正好可以发挥它们在色谱及质谱技术方面的优势。岛津公司虽然未设展位，但该公司的陈志凌先生在他的大会报告中，介绍了该公司的全二维色谱技术在分析PM2.5中所含有机物的应用。 新&ldquo 面孔&rdquo 在本次研讨会上，两款刚刚进入中国不久的环境监测产品也给笔者留下了深刻的印象。 瑞士DIGITEL大流量气溶胶采样装置 夏普公司手提式环境微生物监测仪 一款是来自瑞士DIGITEL（陕西桑美代理）的大流量气溶胶采样装置，这款采样装置的最大特点是能够对采样过程中的体积流量进行恒定的、精确的控制，从而保证后续测量结果有一个出色的可重现性。据桑美公司总经理凌萌先生介绍，DIGITEL公司的采样器目前已被很多欧盟国家采纳为标准气溶胶采样器。当然这款产品的价格也是不菲，市场报价为40余万人民币。 另一款产品则非常小巧，是来自SHARP（夏普）公司的手提式环境微生物监测仪。没错，您没看错，就是那家著名的日本电器及电子公司。该产品采用了夏普公司独创的加热处理技术，以增强微生物固有的荧光强度。通过荧光测定，大约10分钟即可确定环境空气中浮游的霉菌和细菌总量。稍显遗憾的是，目前这款仪器只能测定微生物总量，而无法对霉菌或细菌进行进一步的细分。此外，夏普公司的代表没有透露这款仪器的市场价格。（主编当班）

近日宁波海尔欣光电科技喜讯连连。此次通过与河南泰斯特环保科技有限公司合作，我司两套LGM1600系列便携式氨分析仪中标河南省鹤壁生态环境监测中心，将投用于河南省大气污染物监测能力建设项目。 图一 LGM-1600便携式氨分析仪 从LGM1600系列便携式氨分析仪的连番中标，体现了两个事实： 其一是国家对治理氨气排放的决心。转眼又到雾霾高发的冬季，许多科学研究已经证明大气中的氨是PM2.5的重要前体物，因此治雾霾必先治氨。日前我们也关注到今年5月河南省生态环境厅所发布关于《固定污染源废气氨排放连续监测技术规范》公开征求意见的公告，该文件规定了固定污染源废气排放连续监测系统中的氨排放和有关废气参数连续监测系统的组成和功能、技术性能、监测站房、安装、技术指标调试检测、技术验收、日常运行管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理的有关要求，适用氨排放连续监测系统的建设、运行和管理。 图二 氨是雾霾的重要前体物之一 其二是宁波海尔欣光电科技LGM1600便携式氨分析仪确实受到的用户的认可。我司拥有中红外激光气体分析技术，相较与传统的近红外分析仪拥有更高的精度和灵敏度。同时考虑国内的使用环境与便利性，LGM1600便携式氨分析仪操作方便、使用过程中无需频繁对光，抽取式的设计能够利用采样系统中的过滤装置，避免原位式分析仪直接面对烟道内的粉尘影响而产生的测量偏差。在国家积极推进国产仪器的呼声下，LGM1600便携式氨分析仪的性能和服务质量将能满足各省市对于氨排放监测的要求。 图三 氨在中红外波段的吸收峰强度是在近红外的100倍，能实现更高灵敏度的测量 图四 LGM1600系列中红外（MIR）氨分析仪对比商业近红外（NIR）氨分析仪，显示更快的反应时间和更高的精度

“加强生态文明建设，确保实现2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的目标。”为了实现蓝天愿景，兑现对全世界的减排承诺，自2021年起，一系列规划和阶段性目标都会陆续落地，围绕“碳中和”这个核心风向标，更大力度推动节能减排，应对气候变化带来的挑战。我国碳达峰、碳中和愿景与美丽中国建设目标高度协同，应尽快构建新一代大气污染防治科学体系。政策把“治标和治本很好地结合起来”，并特别指出“大气污染物与温室气体要协同减排”。专家们认为加快能源转型变革对深度融合大气污染防治和气候变化应对至关重要，“十四五”期间，大气环境治理更不能放松，特别是在碳中和目标下。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》，防治环境污染，改善环境质量，生态环境部对之前相关标准进行了修订，将加油站在卸油、储存、加油过程，油品运输过程以及储油库储存、收发油品过程中油气排放控制要求、监测和监督管理要求进行了单独的规定，相应大气污染物排放标准已于2021年4月1日正式实施。为促进农药制造工业、铸造工业以及陆上石油天然气开采工业的技术进步和可持续发展，出台了相应工业大气污染物排放控制要求、监测和监督管理要求，同时对温室气体甲烷的排放提出了协同控制要求。相应大气污染物排放标准已于2021年1月1日正式实施。涂料、油墨及胶黏剂工业、制药工业以及VOCs无组织排放的相应大气污染物排放标准是在2019年发布并实施。无机化学工业污染物排放标准、合成树脂工业污染物排放标准、石油化学工业污染物排放标准和石油炼制工业污染物排放标准，这四项标准是在2015年发布并实施，目前仍未分离出单独的大气污染物排放标准，但其中涵盖了相应工业大气污染物排放控制要求。近年来实施的大气污染物排放标准（发布稿）标准号标准名称发布日期实施日期GB 20952-2020加油站大气污染物排放标准2020-12-312021-04-01GB 20951-2020油品运输大气污染物排放标准2020-12-312021-04-01GB 20950-2020储油库大气污染物排放标准2020-12-312021-04-01GB 39728-2020陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准2020-12-242021-01-01GB 39727-2020农药制造工业大气污染物排放标准2020-12-242021-01-01GB 39726-2020铸造工业大气污染物排放标准2020-12-242021-01-01GB 37824-2019涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准2019-05-252019-07-01GB 37823-2019制药工业大气污染物排放标准2019-07-292019-07-01GB 37822-2019挥发性有机物无组织排放控制标准2019-05-252019-07-01GB 31573-2015无机化学工业污染物排放标准2015-05-152015-07-01GB 31572-2015合成树脂工业污染物排放标准2015-05-152015-07-01GB 31571-2015石油化学工业污染物排放标准2015-05-152015-07-01GB 31570-2015石油炼制工业污染物排放标准2015-05-152015-07-01标准引用了下列文件或其中的条款涉及到了分析仪器，未来这些仪器将是重中之重。GB/T 14669 空气质量 氨的测定 离子选择电极法GB/T 14678 空气质量 硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫的测定 气相色谱法GB/T 15264 环境空气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法GB/T 15516 空气质量 甲醛的测定 乙酰丙酮分光光度法HJ/T 27 固定污染源排气中氯化氢的测定 硫氰酸汞分光光度法HJ/T 28 固定污染源排气中氰化氢的测定 异烟酸-吡唑啉酮分光光度法HJ/T 30 固定污染源排气中氯气的测定 甲基橙分光光度法HJ/T 31 固定污染源排气中光气的测定 苯胺紫外分光光度法HJ/T 32 固定污染源排气中酚类化合物的测定 4-氨基安替比林分光光度法HJ/T 33 固定污染源排气中甲醇的测定 气相色谱法HJ/T 34 固定污染源排气中氯乙烯的测定 气相色谱法HJ/T 35 固定污染源排气中乙醛的测定 气相色谱法HJ/T 36 固定污染源排气中丙烯醛的测定 气相色谱法HJ/T 37 固定污染源排气中丙烯腈的测定 气相色谱法HJ/T 38 固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法HJ/T 39 固定污染源排气中氯苯类的测定 气相色谱法HJ/T 40 固定污染源排气中苯并(a)芘的测定 高效液相色谱法HJ/T 42 固定污染源排气中氮氧化物的测定 紫外分光光度法HJ/T 43 固定污染源排气中氮氧化物的测定 盐酸萘乙二胺分光光度法HJ/T 56 固定污染源排气中二氧化硫的测定 碘量法HJ/T 66 大气固定污染源 氯苯类化合物的测定 气相色谱法HJ/T 67 大气固定污染源 氟化物的测定 离子选择电极法HJ/T 68 大气固定污染源 苯胺类的测定 气相色谱法HJ 38 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法HJ 57 固定污染源废气 二氧化硫的测定 定电位电解法HJ 77.2 环境空气和废气 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法HJ 533 环境空气和废气 氨的测定 纳氏试剂分光光度法HJ 539 环境空气 铅的测定 石墨炉原子吸收分光光度法HJ 549 环境空气和废气 氯化氢的测定 离子色谱法HJ 583 环境空气 苯系物的测定 固体吸附/热脱附-气相色谱法HJ 584 环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法HJ 604 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法HJ 629 固定污染源 废气二氧化硫的测定 非分散红外吸收法HJ 644 环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法HJ 646 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法HJ 647 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 高效液相色谱法HJ 657 空气和废气 颗粒物中铅等金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法HJ 683 环境空气 醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法HJ 685 固定污染源废气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法HJ 688 固定污染源废气 氟化氢的测定 离子色谱法HJ 692 固定污染源废气 氮氧化物的测定 非分散红外吸收法HJ 693 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法HJ 732 固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法HJ 734 固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法HJ 759 环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法HJ 777 空气和废气 颗粒物中金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法HJ 1006 固定污染源废气 挥发性卤代烃的测定 气袋采样-气相色谱法HJ 1079 固定污染源废气 氯苯类化合物的测定 气相色谱法HJ 1131 固定污染源废气 二氧化硫的测定 便携式紫外吸收法HJ 1132 固定污染源废气 氮氧化物的测定 便携式紫外吸收法