灰塵作為大氣中主要污染物之一,其濃度與粒徑分布直接影響空氣質量、人體健康及生態(tài)環(huán)境。準確監(jiān)測灰塵含量是污染防控、環(huán)境治理的前提,目前主流監(jiān)測方法已形成 “傳統(tǒng)理化分析與現(xiàn)代儀器檢測并行” 的格局,涵蓋實驗室精準分析與現(xiàn)場實時監(jiān)測等多種技術路徑。?
重量法是灰塵監(jiān)測的經典基準方法,憑借原理簡單、結果準確的優(yōu)勢,至今仍是校準其他監(jiān)測技術的核心依據(jù)。該方法通過濾膜采樣裝置,在特定時間內收集空氣中的顆粒物,隨后經恒溫恒濕處理、精密稱重,計算單位體積空氣中的灰塵濃度。重量法分為大流量、中流量和小流量采樣三種類型,適用于 PM10、PM2.5 等不同粒徑顆粒物的監(jiān)測,廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測站的常規(guī)采樣分析。其核心優(yōu)勢在于直接測量顆粒物質量,數(shù)據(jù)可信度高,但也存在采樣周期長、需專業(yè)人員操作、無法實時獲取數(shù)據(jù)的局限性,更適合實驗室精準分析與標準校準場景。?
光學法是當前現(xiàn)場實時監(jiān)測的主流技術,利用顆粒物對光的散射、吸收特性實現(xiàn)快速檢測。激光散射法是光學法中常用的類型,通過發(fā)射特定波長的激光照射空氣中的顆粒物,根據(jù)散射光的強度和角度反推顆粒物濃度與粒徑分布。該方法響應速度快,可實現(xiàn)秒級數(shù)據(jù)輸出,且設備體積小巧、操作便捷,廣泛應用于工業(yè)園區(qū)、道路揚塵、室內空氣質量監(jiān)測等場景。此外,濁度法通過測量光線穿過空氣后的衰減程度反映灰塵濃度,成本較低、維護簡單,適合大范圍網格化監(jiān)測。但光學法易受濕度、顆粒物成分影響,需定期校準以保證數(shù)據(jù)準確性。?
β 射線吸收法結合了重量法的精準性與儀器法的高效性,成為環(huán)境監(jiān)測的重要補充技術。其原理是利用 β 射線穿過濾膜時的吸收量與濾膜上顆粒物質量成正比的特性,通過連續(xù)監(jiān)測 β 射線強度變化,實時計算灰塵濃度。該方法無需人工稱重,可實現(xiàn)自動連續(xù)監(jiān)測,同時避免了光學法受環(huán)境濕度的干擾,適用于戶外長期定點監(jiān)測。不過,β 射線監(jiān)測儀成本較高,需定期更換濾膜,維護要求高于普通光學設備。?
隨著物聯(lián)網與傳感器技術的發(fā)展,新興監(jiān)測手段不斷涌現(xiàn)。例如,基于微機電系統(tǒng)(MEMS)的微型傳感器可實現(xiàn)灰塵濃度的實時采集與無線傳輸,配合網格化部署,能快速捕捉區(qū)域污染分布特征;衛(wèi)星遙感技術則通過監(jiān)測大氣氣溶膠光學厚度,實現(xiàn)大范圍、宏觀尺度的灰塵污染監(jiān)測,為區(qū)域環(huán)境治理提供決策支持。這些新技術與傳統(tǒng)方法互補,構建起 “點 - 線 - 面” 的灰塵監(jiān)測體系。?
灰塵監(jiān)測技術的發(fā)展始終圍繞 “精準、高效、全面” 的目標推進。不同監(jiān)測方法各有側重,需根據(jù)應用場景、精度要求與成本預算合理選擇。未來,隨著人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術的融入,灰塵監(jiān)測將實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到污染溯源、趨勢預測的全鏈條升級,為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)提供更堅實的技術支撐。