雾中看霾 PM2.5六成来源于燃料燃烧

　　1月份，石家庄市气象台共发布22期大雾预警、16期霾预警。这些挥之不去的雾霾，到底是些什么物质？作为首要污染物的PM2.5如何能准确监测？为解答这些疑问，记者采访了PM2.5监测设备生产企业和有关专家。

　　1给PM2.5“拍CT”

　　“我省已建好的53个监测点都是用这种仪器来监测。”1月31日，在石家庄高新区一座白色小楼屋顶，河北先河环保科技股份有限公司技术副总裁范朝指着一部并不起眼的PM2.5监测设备向记者介绍，在此之前，PM2.5指数的发布，完全由“洋仪器”说了算。

　　大约在2000年，先河环保就研发出了国内第一套包括PM10自动监测设备的空气质量监测系统，2011年12月，PM2.5自动监测仪的关键技术获得突破——— PM2.5切割器在全国首家通过中国疾病预防控制中心认证测试。

　　“监测的秘密都在这个‘小烟囱’和‘小盒子’里。”公司技术负责人指着伸出屋顶的合金“小烟囱”说，这就是关键部件“切割器”。原来，“小烟囱”并非“排气”管道，而是采样装置。通过底部安装的气泵，外部空气按照有关标准要求均匀地通过切割器，最终进入“小盒子”，进行精确“体检”。“空气可不是直接通过切割器的。”在范朝指引下，记者注意到“小烟囱”由两段组成，上边一段是PM10切割器。“也就是说，通过这个装置时，大于PM10的颗粒物就被排除在外了，而通过下一段安装的PM2.5切割器后，最终流进我们检测设备的空气，就只含有PM2.5及以下的微小颗粒物了。”

　　接下来，外部空气被引入房间内部的仪器中，一条宽不足3厘米，但极为均匀细密的玻璃纤维带将成为PM2.5最终的栖身之所。“这是一种特殊过滤带，可以将空气中的PM2.5一网打尽。”记者发现，白色的过滤带上布满或深或浅的圆形印记。范朝说：“每一个斑点都是在一小时内一立方米空气中筛选出的PM2.5，接下来就要对这些物质进行‘称重’。”“PM2.5浓度就是指一立方米空气中PM2.5的质量。显然，要对这么细小的物质进行准确称量并非易事。”范朝介绍，传统的“重量法”测量方式比较准确，但因需人工采样和称重，操作程序繁琐费时，难以实现实时自动监测。“现在我们采用的是β射线吸收检测法。”

　　范朝解释：“过滤带下的小装置可以发射出一束β射线，射线穿过滤纸和颗粒物时能量被吸收而衰减，衰减的程度和PM2.5的质量成正比。根据衰减的不同数据我们就可以计算出PM2.5的质量。”这听上去就像是给PM2.5“拍CT”。“的确如此，但这种β射线辐射剂量极为微弱，比小朋友常拿来玩的荧光棒还要低上不少，非常安全。”范朝说。

　　借由仪器内部的软件，这些数据可以即时分析并显示，然后通过环保部门组建的监测网络和发布系统，最终这些数据得以实时自动向公众发布。

　　2 PM2.5指数不会“注水”

　　“湿度超过90%称为雾，低于80%时称为霾。雾和霾的共同特点是两种气候条件下大气能见度都比较低，区别则是雾由小水滴组成，而霾的主要成分是固体小颗粒。”河北科技大学环境科学与工程学院副院长郭斌介绍说，雾天的气候特点可以为霾的形成提供必要条件，4级以上的风才容易把空气中的污染物吹走，而雾天风力一般在1—2级左右，并且湿度较大，不利于空气中污染物扩散，固体小颗粒聚少成多形成霾。“这就造成了大雾天气中，空气污染问题的进一步加重。”

　　那么，“监测仪器会否将微小水滴混同成PM2.5，造成指数注水，过度放大？”面对公众疑问，郭斌回应，雾中的小水滴不会对空气污染物数据产生干扰，小水滴进入空气质量检测设备就会被烘干，以此可杜绝小水滴计入污染物含量带来数据误判的可能。“实际上，为规避空气湿度波动造成的误差，我们在实际的监测技术中采用了更为复杂的解决方案。”范朝说，“在PM2.5中，有许多是呈液态的可挥发化合物，如硫酸盐、硝酸盐等，这自然也是一些危害健康的污染物，但如果加热过度，这种挥发物就可能随水蒸气一起逃逸而出，造成监测指标偏低。”

　　范朝介绍，他们采取了智能加热技术，通过反复实验验证建立有关数据模型，加热温度随湿度不同而自动调节，以确保在大雾等湿度动态变化时期的精度。

　　3 PM2.5六成归罪燃烧

　　那么，空气中的微小污染颗粒物都是什么？又从何而来？“这些细小颗粒的构成十分复杂，且结构并不稳定。”范朝说，“目前只能将其中较为重要的几类物质实施重点监测。”根据去年我国发布的《环境空气质量标准》，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)六项被纳入监测范围。“当然，除了PM2.5和PM10这类综合性指标外，其余物质的检测都使用了不同的技术手段。”范朝介绍，这几类物质常用的自动检测方法为：二氧化硫采用紫外荧光法；二氧化氮采用化学发光法；一氧化碳采用非分散红外气相滤光相关光谱法；臭氧采用紫外光度法。“上述这些污染物在阳光作用下，相互发生化学反应，会转化为硫酸盐、硝酸盐等，形成二次污染。”范朝还表示，在冬季气温低时，一些气态烟雾可能冷凝成液态微滴，这也是冬季空气污染较夏季严重的原因之一。

　　“对于我省而言，可吸入颗粒物PM10和PM2.5是造成雾霾天气的首要污染物，其中以PM2.5对人体的健康危害最大。而PM2.5的来源十分多样和复杂。”郭斌表示，根据统计和测算，我省约有60%的PM2.5污染来源于燃煤、机动车燃油、工业使用燃料等燃烧过程，还有23%来源于扬尘，剩余的17%多来源于溶剂使用及其他途径。“在我省及一些周边地区，尤其是城市，工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等，会排放大量有害物质。以燃煤污染为例，北京每年燃煤量为2000多万吨，而天津达7000万吨”，郭斌认为，如此大规模的燃煤消耗，直接导致了PM10和PM2.5的增加以及空气质量的明显下降。

关键词：PM2.5,雾霾