环境湿度对颗粒物浓度的影响分析

吴建忠,余立

（杭州聚光物联科技有限公司 浙江 杭州临安 311305）

摘 要：通过便携式颗粒物设备与在线监测仪器的比对监测，说明环境湿度的增大，两款设备的差值也在增加，所以颗粒物仪器需要特别重视样品湿度的控制技术。

关键词：便携式颗粒物；环境湿度；颗粒物浓度

     生态环境监测网络的不断部署和拓展，环境空气自动监测站点的数量得到很大优化和增加，覆盖的区域更广，监测网络进一步细化，形成了许许多多层级不同的数据平台，在空气质量评价、预警预报和统计分析工作中起着重要的作用，这时，保证自动监测数据的准确性显得尤为重要。由于颗粒物来源及组成复杂和安装现场情况不一样，目前在用的连续自动监测系统原理也各不一样，而且，颗粒物的质控方式又比较特殊，不像气态物质如二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳指标能够借助现场配气系统用标准物质（钢瓶气）做现场质控溯源，颗粒物准确监测的难度相比较会大一些。

     颗粒物监测仪大多数采用动态加热系统，根据环境空气的湿度大小，设计不同的加热温度和加热功率，以排除空气湿度的干扰。

本文通过2022年下半年在浙江温州和2023年上半年在浙江嘉兴开展颗粒物自动监测比对实验，测试结果显示随着空气湿度的增大，对颗粒物监测数据影响也越大，所以颗粒物仪器要切实做好排除湿度干扰的影响。

1. 监测仪器和比对设备

本次的比对设备是颗粒物监测仪美国METONE BAM1022，序列号为Y19363和Y16699，实时便携式Beta衰减颗粒物监测仪，以1分钟的时间分辨率连续测量收集在滤纸带上的环境颗粒物质的质量浓度。BAM1022采用独特的“原位”取样技术，其中β测量保持在高于环境条件的接近固定的温度，从而使由于半挥发微粒材料的损失或由于样品流中的过多水分而导致的测量误差最小化，BAM1022具有对于US-EPA指定的PM2.5（EQPM-1013-209）认证。

自动监测设备为美国METONE BAM1020，序列号为X13494，原理是β射线+动态加热法，流量为16.7L/min，安装在户外小站房内。

2. 实验结果

两台便携式比对设备平行安装，间距1.2米，总共收集测试小时数据65条，实时颗粒物浓度数据从10-80ug/m3，测试环境跨越晴天、阴天和雨天，满足测试的湿度要求，结果得到最大相对标准偏差为4.93%，符合仪器平行性指标要求。

      两台便携式比对设备BAM1022安装到比对现场，经过雨天和晴天，环境湿度最大值90%以上，结果显示，随着环境湿度增加，比对设备和在线设备的监测数据的差值也在增加，现场结果如下。

现场测试图1

现场测试图2

湿度 %	比对设备间 相对标准偏差	比对设备与在线设备 相对标准偏差
＜45	4.81%	3.35%
45-60	3.76%	2.59%
60-70	4.46%	2.72%
70-80	3.49%	11.17%
80-90	4.93%	16.11%
＞90	14.80%	17.10%

3. 结果分析

     美国METONE颗粒物监测仪，采用加热模块式的动态加热，当环境湿度大于35%时，系统开始加热，对于不同的样品湿度，仪器设计了不同的加热方式和加热功率，排除样品湿度对颗粒物浓度的影响。当环境湿度低于90%时，加热模块可以有效地干燥样品，去除湿度干扰。当环境湿度大于90%以上，便携式比对设备之间差值增大，也失去平行性。

      在线设备BAM1020也是采用加热模块的动态加热，环境湿度低于70%时，测试结果与便携式比对设备比较吻合，能够正常监测；当环境湿度大于70%以上，监测结果偏差也在增大，可以尝试重新调试仪器。