大庆市大同区环境监测站
摘要：大气环境污染问题越来越严峻，我们国家对环境污染问题采取了相关措施，初步取得了一些效果。大气颗粒物理化特性的在线监测技术对大气监测工作有着促进的作用，该种技术可以通过对大气颗粒物的监测掌握大气环境的真实情况，并且可以检测出大气中颗粒物的浓度，因此，本文对大气颗粒物的物理特性在线监测技术和化学特性在线监测技术进行了分析和讨论
关键词：大气颗粒物；理化特性；在线检测技术
引言
我国城市大气污染由煤烟型污染逐渐向以高细颗粒物（PM2.5）浓度和高臭氧浓度为特征的大气复合污染转变，区域灰霾频发，大气能见度退化，在我国东部经济较发达地区，特别是京津冀、长三角和珠三角等地区大气复合污染形式尤为严峻，近几年来连续出现了覆盖我国东北、华北、华东和中部地区的重大灰霾污染事件，引起了社会各界的广泛高度关注。颗粒物尤其是细颗粒物作为导致灰霾事件的直接原因，再度成为热议话题。
一、粒径切割与分级技术
对大气颗粒进行粒径切割技术主要是利用离心力原理，通过风的力量对对其颗粒进行切割和分离，每个颗粒物的粒径不同，受到风的冲击作用与也不同，经过不同粒径切割颗粒物再使用电迁移粒径筛分仪进行处理。粒径电迁移的作用程度与气体大小、性质、电荷等因素是有关系的，在大气的每个层次中的大气颗粒粒径都是不同，可以随其加以筛选，可以应用到细小大气颗粒的采样中，在一定的波长激光影响下，颗粒物的属性有所不同，反演得到颗粒物的粒径，对其进行筛分，确定粒径的分布，这也是分级技术的体现。
二、物理特性在线监测技术
1、质量浓度
微震荡天平法借助微量震荡天平原理，让锥形元件在特定流量环境下震荡，分析其物理特性和各项质量参数。通过采样泵和质量流量计让流量恒定，在固定时间间隔内测量震荡频率，能计算相应的颗粒物含量，确定颗粒物浓度。这种方式的准确性会受到多种因素的影响，在具体使用的时候，需要借助补偿模块，补偿易挥发颗粒物组分质量。
β射线法能借助β射线测量颗粒物的质量浓度，通过颗粒物时β射线会被吸收掉，在能量不变的前提下，被吸收的β射线量就是颗粒物的质量。在测量过程中，借助切割器，negative将颗粒物集中在滤膜上，测量β射线的透过强度，计算空气中颗粒物质量浓度。β射线属于低能射线，安全性能较高，而且半衰期时间较长，稳定性较好。
在进行大气质量浓度测量的时候，可以使用光散射法进行大气质量测量，主要是根据的光透过大气颗粒后光强度变化的程度来对大气环境中颗粒的质量，通过这种方法可以有效检测出出大气中可吸入颗粒和细小颗粒的存在比例。
2、数浓度
借助空气动力学颗粒物数谱仪可以加速气溶胶的采样气流，不同粒径的颗粒在惯性的作用下产生的加速度，通过检测器的时间也会有细微的差别，通过测量这一差别，与颗粒物的粒径进行对应，确定大气颗粒物浓度，目前我国的精密机械研究所也研究出了此类仪器，逐渐投入使用。
大气颗粒监测中使用的光学计数器针对的是一个颗粒，通过对其进行光的照射，观察光散射的方向和数量来确定该颗粒物尺寸，光线在发生变化的时候可以确定颗粒物讯在的位置，所以使用这种方法可以测量出大气颗粒物的质量及其存在的范围。测量利用的光线照射决定检测的结果，所以需要对其进行严格的要求，目前我们国家已经研制出了测量中使用的光学计数器，可以保证测量数据的精准性。
颗粒物凝结计数器能监测特定粒径范围内的所有大气颗粒物数浓度，大气颗粒物通过蒸汽云雾室后进入到冷凝室，在短时间内颗粒物迅速生长，能被激光检测出来，通过激光束脉冲就可以测量大气颗粒物的个数，由于冷凝液的温度控制较为困难，以致操作过程变得更加复杂。
3、吸湿性和挥发性
吸湿性和挥发性的在线监测可以测量特定状态下气溶胶性质，在不同湿度下的增长情况、挥发性。大气颗粒物样品首先经过筛选，在湿化器中长大，颗粒物发生潮解，然后进行分级处理，展现不同的吸湿性。这一系统流量和相对湿度会在传感器的调解下保持稳定。
三、化学组分在线测量技术
1、直接测量
直接对大气颗粒物进行测量，先对大气颗粒物取样，使用阴阳离子色谱技术对其进行分析，在使用设备对其进行检测之前，需要将大气中气体污染物和颗粒物进行分离，因为气体与颗粒物的扩散程度和与运动方向是不同的，气体使用其他的方法将其收集与颗粒物进行分离，剩下的就是颗粒物的质量浓度，通常这种方法应用的比较广泛，不但可以检测数大气颗粒物的浓度，也可以检测出大气有害气体的浓度，效率比较高。
在气溶胶光吸收特性不同的基础上，借助炭黑监测仪中的光度计，来测量反射效果，确定颗粒物对光的吸收和散射状态。充分考虑发射迁移理论，颗粒物气溶胶内部会发生多级反射，确定最终浓度。同样也可以通过激光、白炽光等方式，强光照射炭黑升温，然后发光，颗粒物通过其中，计算光频率、强度、散射等多种参数，最终确定大气颗粒物浓度。
对大气颗粒物进行监测中，主要使用的监测测技术就是在线质谱仪监测技术，通过把大气中的颗粒物聚焦，让其形成粒子束，放到真空封闭舱中，对其进行高速处理，由于每个颗粒物的性质不同的，在一定的作用下会产生挥发的现象，再使用高能电子技术改变其之前的存在状态然后通过在线质谱仪就可以对状态下的颗粒物中的相关成分进行检测。
2、间接推测
分析大气颗粒物本身的理化特性，包括吸湿性、挥发性、增长因子等，能间接推断出细颗粒物的化学组成。根据大气颗粒物样本的增长因子与实验室中标准数值进行对比分析，确定大气颗粒物的化学成分。
3、单颗粒理化特性监测
单颗粒理化特性在线检测主要是在单颗粒飞行时间质谱的指导下，借助空气力学理论，双光束照射气溶胶，确定大气颗粒物浓度，然后利用质谱原理确定颗粒物的分子组成和分子量。借助这一方式，也生产了相关的仪器，实现了商业化运作。
结语
从上文可以知道，在对大气颗粒物进行检测的过程中，大气颗粒物的理化特性可以更好的监测出大气中颗粒物的质量浓度，为后续的一些环境保护和控制工作打下了基础。目前使对大气环境监测中使用的理性在线监测技术还是存在着一些不足，要在应用的过程中不断将其完善，使大气颗粒物的理性在线监测技术在这个行业内可以被广泛使用，为大气环境的监控和治理做贡献。
参考文献：
[1]谈静，刘琼玉，姜郡亭，等.大气颗粒物化学组分分析技术研究进展[J].江汉大学学报（自然科学版），2014（6）：9-14.
[2]芦亚玲.区域背景采样点大气气溶胶单颗粒的理化特性研究[D].山东大学，2014.