美国PM2.5采样器校准方法总结

　　PM 是颗粒物 particulate matter 的英文缩写， 2.5是指颗粒物的空气动力学直径 ( 单位为 μm)。这些颗粒物不能由肉眼看到，而可以在大气中停留很长时间， 随着呼吸进入人体内， 积聚在气管或肺泡中， 因此亦称为可入肺颗粒物， 深入到肺泡和细支气管部位， 长期停留在呼吸系统内， 很容易引起呼吸系统、 心脑血管疾病及其它疾病。

　　美国、 日本、 欧盟等已经开展了 PM2.5 检测方法标准化及计量溯源性研究。美国 EPA 早在1999 年就建立了 PM2.5 监测仪的技术要求， 联合 NIST 开展并建立了 PM2.5 监测仪切割头、 示值误差、 流量、 压力等的校准方法研究； 日本标准JIS Z8851:2008 《环境空气 PM2.5 的测定》 中， 对PM2.5 采样器的技术指标、 性能试验方法及校准方法做了明确规定。

　　我国于 2011 年发布实施了环境保护标准方法HJ 618–2011 《环境空气 PM10 和 PM2.5 的测定 重量法》 ， 该标准规定了PM2.5 切割器、 采样系统、 天平、 流量计和恒温恒湿箱 ( 室 ) 等的技术指标。

　　近年来， 国内对称重法、 微量振荡天平法、 β 射线测量法和光散射测量法等不同原理的 PM2.5 测定技术特点进行了研究， 但不同原理的测定结果差异较大， 其中振荡天平法检测结果比 β 射线测量法偏低15%～17%  。为保证测定结果准确性， 国内对PM2.5 颗粒物采样器的切割特性及校准装置、 采样器流量控制以及校准采样器所需的标准粒子的制备等进行了研究， 但目前尚未建立 PM2.5采样器检定和校准方法。

　　笔者在分析文献资料基础上， 总结了美国PM2.5 采样器校准现状， 以期为我国 PM2.5 采样器量值溯源体系建设提供技术参考，进而促进环境保护和保障人体健康。

　　1　采样器校准方法

　　美国 PM2.5 的主要测量方法为称重法、 光学法和微天平法。其中重量法量值溯源清晰， 是国际公认的方法， 该方法需用到颗粒物采样器。采样器中具有将不同粒径颗粒物进行分离的装置称之为切割器， 是采样器中的关键部件。美国 PM2.5 采样器有3 种类型： 联邦参考方法采样器、 联邦等效方法采样器和化学形态分析采样器。美国 PM2.5 采样器的合规性监测网络主要采用联邦参考方法采样器， 部分采用联邦等效方法采样器； 采用联邦等效方法采样器时需各州证明其与联邦参考方法等效。

　　美国虽然没有标准气溶胶校准PM2.5 采样器，但是通过严格的措施保证了量值的准确：

　　(1) 在全国有标准的质量控制操作手册 (SOPs)， 给出了质量控制的具体要求， 保证了全国质量控制措施的统一标准；

　　(2) 美国 EPA 对 PM2.5 采样器的设计有统一要求， 并对生产厂家的产品进行审计， 审计过程通过对厂家设计图纸、 采样器运行数据等的审核， 以及与标准采样器进行比对， 保证其测量数据的有效性；

　　(3)在各种 PM2.5 采样器实际使用过程中， 需要与联邦参考方法采样器进行比对， 即使是联邦参考方法采样器， 也需要有平行的同样的采样器进行比对运行，保证结果准确。

　　(4) 在 PM2.5 采样器使用过程中，使用者也需要按照严格程序进行校准、 滤膜的准备和称量等过程。

　　另外美国环保署用标准的采样器通过比对查看各州的采样器是否合格， 保障了使用过程中的量值准确。联邦参考方法采样器、 联邦等效方法采样器和化学形态分析采样器的校准方法如下。
 

　　来源：北京标准物质网 www.biaowu.com
　　来源：中国微生物菌种网 www.bnbio.com