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自1991年探索建立开始至今三十余年时间，中国污染源自动监控系统不断趋于完善，数据捕获及应用能力亦取得了长足进步。根据生态环境部2022年公布的数据，全国范围内现有固定环境空气站数量16980个，重点涉气排污单位监控点达4.8万个，一个以自动监控数据为核心的非现场监管体系已然成型。
与此同时，随着“双碳”目标提出及“十四五”新时期到来，生态环境事业发展再提速，以细颗粒物和臭氧为主要特征的复合型污染顺势而起，一跃成为当下最棘手的大气环境问题。相应地，大气监测指标及任务亦迎来巨变，宽泛、笼统的数据已不能满足后续治理需要，监测模式亟待由“广撒网”向“精捕捞”升级。
处在中国大气监测精细化转型的重要拐点，帕剌斯仪器（上海）有限公司（Palas®）集结行业专家力量，力邀辽宁省沈阳生态环境监测中心副主任王男、中国科学院大连化学物理研究所研究员江凌出席，围绕Palas®优势产品——粒径谱仪的技术特性进行深度分析，呈现了一台专业观点纯度与可理解性兼具的在线研讨会！
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从欧洲监测网络的广泛实践中汲取经验，颇有德式严谨认真气质的Palas®又为中国大气环境监测事业贡献了什么特色方案？其实际应用表现如何？我们一起来看。
主题：粒径谱仪在大气监测中的应用
主讲人：王男 硕士，高级工程师，毕业于天津大学，化学工艺专业，辽宁省沈阳生态环境监测中心副主任，从事空气质量预测、VOCs监测分析等领域。
污染物由单一型过渡至复合型构成中国大气环境显著的阶段性特征。为满足日益精细化的大气环境监测管理需求，沈阳市政府策划建设了大气复合污染立体监测超级站，除常规空气质量评价指标，内容还延伸至气象因子、大气颗粒物物理化学组分、垂直监测等。
“通过对全年颗粒物监测数值进行汇总分析，我们可以找到沈阳颗粒物污染排放的主要时段及重点地区等，并结合颗粒物特征进行分析，溯源颗粒物污染形成的主要原因，有针对性地施策治理。”王男分析称，有庞大的监测数据库做支撑，颗粒物污染水平与质量浓度、气象条件(风速、温度、湿度)等的关系也愈发明朗。
谈及颗粒物实时在线连续监测，王男关注到了Palas旗下Fidas®系列产品。据悉，有TÜV Rheinland(欧洲范围)的DIN EN 15267-1和-2认证加持，且受德国环境署批准，该设备当前颇受中国市场青睐。Fidas®拥有256个原始数据通道，实际应用中，可同时测量PM1、PM2.5、PM4、PM10、TSP等。且相比之下，Fidas采用的光散射原理测量技术，在颗粒数量和粒径测量连续性、分辨率上表现更为优异，已取得认证的Fidas®设备范围覆盖可0.18μm至18μm。
随着大气环境科学研究愈发深入，数值精度要求还将有进一步提升，监测仪器作为获取实时数据的手段，重要性日益凸显。反过来，这些研究成果亦将助力颗粒物治理工作开展，帮助中国大气污染防治事业再上一个台阶。
主题：扫描电迁移粒径谱仪的功能及应用：从实验室研究到外场观测
主讲人：江凌 中国科学院大连化学物理研究所，研究员，国家杰出青年科学基金获得者。
考虑到气溶胶易对人体健康产生较为严重的影响，开展治理工作已刻不容缓。江凌指出，想要有效治理气溶胶类型污染，摸清底数是重要的前提条件，而获取不同粒径模态颗粒物化学性质、转换机制及沉淀途径，离不开监测设备的支持。Palas力推产品——扫描电迁移粒径谱仪(SMPS)在这方面表现过硬，其拥有4-1200nm宽粒径范围，可帮助实现高灵敏度、高分辨纳米粒径测量。
原理上，SMPS根据颗粒物“在差分电迁移率分析仪中基于电迁移率的不同被分别引出形成单分散气溶胶”的基础特性设计，可用于实验室研究及外场观测两大场景。
在实验室中，SMPS能够辅助完成“生物源和人为源前体物生成SOA的产率和生长速率”“NOx、SO2和湿度对SOA产率的影响”“人类居住(打印机、皮肤、消毒剂)对室内SOA的影响”等气溶胶、气候议题的探析，提供精准的数据作为参考。在外场，通过SMPS在城市、郊区、沿海地区、雨林等来观测气溶胶粒径分布，可有效弥补相关研究上的不足，形成完善的、具有中国特色的数据体系，推进大气环境环境治理工作开展。
主题：Palas粒径谱仪在颗粒物走航监测中的应用
主讲人：胥忠德 Palas®中国区环境和汽车行业销售经理。
近些年，为助力全国统一监测网络建设，各地纷纷加码布局环境空气检测站点。“抢装潮”接近尾声，东部及南部经济发达地区基本实现应测尽测，固定式站点数量也已趋近饱和。但不可否认的是，面对中国960万平方千米的体量，固定式站点即使铺设密集，监测力量仍不足。再者，固定式站点范围往往较为局限，有利于形成中长期控制质量趋势报告，在偶发性污染事件的应对上却稍显滞后。
于是，机动性更强的走航监测，凭借作业范围广、反馈更及时等明显优势，已被作为日常空气质量监测的重要补充及生态执法监察的重要手段。实际运用场景中，有关部门通过走航监测能够快速掌握大气污染物的分布及组分特征，以精准追溯到污染源头，并形成有效的实时监测数据变化走势。
而更便捷、更快速、更精准的设备无疑是走航监测开展的关键技术基础。据胥忠德介绍，在多地企事业部门走航监测实践中，Palas粒径谱仪均有着不错表现。可同时测量PM1、PM2.5、 PM4、PM10等，获取其分布及变化情况，最大程度简化作业流程，减少人工操作。在上海一案例中，合作伙伴为走航监测车配备了Palas监测设备，通过长期高频次持续走航，成功找到污染规律，并以此为基础有序展开整改工作。
深究Palas粒径谱仪测量精准的原因，其关键技术——T孔径技术功不可没。“边界误差、重合误差是当前粒径谱仪技术最主要的两个干扰源，会导致最终测量结果产生偏差。”胥忠德强调，针对边界误差，T孔径设计特殊，可有效消解边界上颗粒物数值的影响，经对比验证，其测量数值基本与实际情况一致；针对重合误差，T孔径技术在算法上进行了优化，从根源避免颗粒物重合造成的检测数值不准确。
实践才能出真知！应用于地方大气环境监测、应用于实验室研究、应用于走航监测，Palas粒径谱仪广受好评，究其原因，不外乎技术可可靠、制造用心！其未来又将如何为中国大气环境保护事业赋能，让我们一起拭目以待！
