Атмосферные частицы (PM) являются важной частью загрязнения воздуха и напрямую влияют на здоровье человека, качество окружающей среды и изменение климата. Для научного мониторинга и оценки загрязнения атмосферных частиц была создана сеть компонентов атмосферных частиц, которая обеспечивает долгосрочный мониторинг состава, концентрации и динамики атмосферных частиц. Частота отбора проб и анализа является одним из ключевых факторов, обеспечивающих качество и точность данных. Рациональное использование частот отбора проб и анализа не только отражает пространственно - временные характеристики атмосферных частиц, но и обеспечивает надежную основу для разработки политики и борьбы с загрязнением.
В этой статье будут подробно рассмотрены принципы, методы и практический опыт отбора проб и анализа частот в подсистемах атмосферных частиц как внутри страны, так и за рубежом, а также будут предложены научно обоснованные рекомендации по частоте отбора проб.
I. ЦЕЛИ МОНИТОРИНГА
Мониторинг концентрации твердых частиц: предоставление информационной поддержки для раннего предупреждения о качестве воздуха и идентификации источников загрязнения путем мониторинга концентрации массы твердых частиц, таких как PM2.5 и PM10, в режиме реального времени.
2. Анализ компонентов твердых частиц: анализ химического состава в твердых частицах позволяет получить представление о видах источников загрязнения и их вкладе, а также обеспечивает информационную поддержку для анализа источников и борьбы с загрязнением.
3. Исследования воздействия изменения климата. Все большее внимание уделяется воздействию атмосферных частиц на изменение климата, особенно в том, что касается парниковых газов и отражательной способности аэрозолей. Таким образом, данные о химических компонентах частиц помогают изучить обратную связь атмосферных аэрозолей с климатом.
II. Принципы установления частоты отбора проб
В процессе мониторинга частота отбора проб должна устанавливаться на основе следующих принципов:
1. Потребности в мониторинге: различные цели исследований и потребности в использовании определяют частоту отбора проб. Например, если изучается сезонное изменение частиц, может потребоваться низкочастотный отбор проб; Если изучается кратковременная изменчивость загрязнения, то требуется более высокая частота отбора проб.
2. Изменение уровня загрязнения: концентрация и компоненты атмосферных частиц значительно варьируются в зависимости от таких факторов, как время, место и метеорологические условия. Частота отбора проб должна быть гибкой в зависимости от закономерностей изменения загрязнителей, с тем чтобы фиксировать пространственно - временные характеристики концентрации частиц и компонентов.
3. Оборудование и технические ограничения: Оборудование мониторинга, как правило, собирает образцы твердых частиц в воздухе и проводит анализ компонентов с помощью методов химического анализа (например, ионной хроматографии, масс - спектрометрии и т.д.). Одним из факторов, влияющих на частоту отбора проб, является способность оборудования обнаруживать, время отклика и скорость анализа.
III. Метод установления частоты отбора проб
1. Методы непрерывного мониторинга и периодического отбора проб
Методы отбора проб атмосферных частиц включают главным образом непрерывный мониторинг и периодический отбор проб. Непрерывный мониторинг позволяет получать данные о концентрации твердых частиц в режиме реального времени и непрерывно, но обычно применяется для мониторинга более крупных частиц или обычных загрязнителей. Регулярный отбор проб применяется в случаях, когда требуется точный анализ компонентов частиц, обычно путем регулярного отбора проб и лабораторного анализа.
2. Круглосуточный отбор проб
В настоящее время более распространенным методом отбора проб является круглосуточный отбор проб. Круглосуточный отбор проб может более точно отражать изменения в качестве воздуха в повседневной жизни и дает образцы для регулярного анализа компонентов частиц. Такие пробы используются для ежедневного мониторинга качества воздуха, особенно в районах, где отсутствует оборудование для онлайнового мониторинга в режиме реального времени.
3. Выбор проб с короткими интервалами времени
Для некоторых исследовательских потребностей, таких как мониторинг внезапного загрязнения, частота отбора проб может быть увеличена до одного раза в час или полчаса. Такие ВЧ - пробы используются в районах, где концентрация загрязнителей колеблется в краткосрочной перспективе, особенно в районах с высоким уровнем загрязнения или городских районах с промышленными выбросами.
4. Сезонный или долгосрочный мониторинг
Поскольку состав и концентрация атмосферных частиц зависят от сезонных, климатических и других факторов, при определении частоты отбора проб необходимо учитывать сезонные изменения. Для сетей долгосрочного мониторинга частота отбора проб может быть установлена на ежемесячной или ежеквартальной основе, особенно в случае более широкого района мониторинга.
IV. Анализ принципов установления частоты
Помимо частоты отбора проб, частота анализа также оказывает значительное влияние на качество данных в подсистеме атмосферных частиц. Частота анализа - частота химического анализа взятых проб твердых частиц. Разумная частота анализа обеспечивает репрезентативность и точность данных.
1. Потребности в мониторинге и требования к точности данных
При настройке частоты анализа необходимо сочетать цели мониторинга и требования к точности данных. Например, для ежедневной оценки качества воздуха анализ проб может проводиться ежемесячно или ежеквартально; Для исследований с более высокой точностью, таких как анализ источников загрязнения, может потребоваться более высокочастотный анализ.
2.Время лабораторного анализа
Различные методы химического анализа требуют различного времени. Для сложных методов химического анализа (таких как ионная хроматография, газовая хроматография - масс - спектрометрия комбинированные технологии) анализ занимает больше времени и требует предварительного рассмотрения аналитических возможностей и сроков лаборатории. Высокая частота анализа может привести к перегрузке лаборатории, что, в свою очередь, повлияет на своевременность и точность результатов анализа.
3. Интеграция и коррекция данных
Данные о компонентах атмосферных частиц обычно требуют контроля качества данных и коррекции. Слишком низкая частота анализа может привести к большим пространственно - временным различиям между данными, что затрудняет отражение динамических изменений загрязнения твердыми частицами. Поэтому частота анализа должна соответствовать частоте отбора проб для обеспечения своевременности и репрезентативности данных.
Параметры частоты отбора проб и анализа в подсистеме атмосферных частиц следует рассматривать в комплексе с такими факторами, как цели мониторинга, потребности в данных, возможности оборудования и лабораторные аналитические возможности. Разумная частота отбора проб не только гарантирует репрезентативность и точность данных, но и обеспечивает надежную основу для анализа источников загрязнения, оценки качества воздуха и исследований в области изменения климата.