摘要 目前,我国对环境的政策扶持力度有增无减,新环保法、水十条、生态环境监测网络、“互联网+”绿色生态等重磅政策陆续出台,环境监测的原有市场领域将进一步拓宽。环境监测主要有连续监测和手工监测的方法,方法各有优劣。
关键词 手工监测;连续监测;方法差异
1 引言
我国对环境监测、污染排放的要求日趋严格,随着监测因子增多、排放限制降低、污染控制区域扩大,2020 年环境监测行业的市场规模将有望突破900 亿元。我国地市级以上城市和部分县级市的环境空气质量和水环境质量监测都采取自动监测的方法,其他县级市基本采取手工监测的方法。
2 空气质量自动监测与手工监测的比较
目前环境空气质量分析监测的项目主要是二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物(PM10)三种污染物。环境空气质量自动监测方法是一套以自动监测仪器为核心的自动“测-控”系统[1],其主要由自动监测中心站和各个监测子站组成,中心站由微机控制,进行数据监控、调用、处理、存储、上传等,子站主要由样品采集、空气自动分析仪、气象参数传感器、动态自动校准系统、数据采集和传输系统以及条件保证系统等组成,无需化验室化验;手工监测由现场采样和化验室分析两部分组成。
2.1 自动监测PM10 与手工监测PM10 的比较
自动监测PM10 现在主要采用茁射线法、振荡天平法和光散射法。茁射线法就是将茁射线通过特定物质,其强度、衰减程度与所透过的物质质量有关,与物质的物理、化学性质无关。茁射线法利用抽气泵对大气进行恒流采样,经PM10 切割器切割后,大气中的PM10 颗粒物吸附在茁源和盖革计数管之间的滤纸表面上,采样前后盖革计数管计数值的变化反映了滤纸上吸附灰尘的质量变化,由此可以得到采样空气中PM10 的浓度。气路中温度检测器、压力检测器及流量检测器保证了气体流量的稳定及数据的准确。
手工监测PM10 的分析主要采用重量法进行测量:现场采集PM10 样品后,由实验室进行恒重、称重,再根据采样前后滤膜重量之差及采样体积计算PM10 的浓度值。
2.2 自动监测NO2 与手工监测NO2 的比较
NO 与O3 发生反应生成激发态的NO2,在返回基态时发射特征光,发光强度与NO 浓度成正比。NO2 不与O3 发生反应,测定NO2 时,可通过钼催化还原反应将NO2 转换成NO 后进行测量。样气通过钼转换器进入反应管,测量得到NOx 的浓度;样气不通过钼转换器,测量得到NO 的浓度,NOx 与NO 浓度之差即为NO2。
手工监测NO2 是采用大气采样器采集环境空气,用吸收液现场采集样品。现场采样器主要由泵和流量计组成,并通过单片机控制系统的原理控制恒流和恒温,在恒流和恒温的条件下,通过抽气泵作用使大气通过进气嘴进入装有吸收液的采样瓶,大气被选择吸收后,经干燥瓶、过滤器、抽气泵、缓冲瓶、转子流量计、排气嘴排出。将在现场采集的样品拿回实验室后,主要采用盐酸萘乙二胺分光光度法来测定二氧化氮。
2.3 自动监测SO2 与手工监测SO2 的比较
SO2 自动分析原理:SO2 分子接收紫外线能量成为激发态分子,在返回基态时,发出特征荧光,光电倍增管可将荧光强度信号转换成电信号,并通过电压/频率转换成数字信号传送给CPU 进行数据处理。当SO2 浓度较低,激发光程较短且背景为空气时,荧光强度与SO2 浓度成正比。自动监测SO2 是采用非脉冲Zn 灯发出的光线经过过滤为单色光并聚集在SO2 的反应室进行的,这种紫外光激发光速的强度同时被光通量检测器测定,反应室样气中的SO2 分子被紫外光激发,辐射出高波长的荧光,进而通过检测荧光强度得到SO2 浓度。