专家点评:
无论是PAN还是PPN等的污染,一般是夏天高于冬天,那是由于夏天天气热,在有利的光照条件下,污染物形成的速度快;此外,在静风等不利的气象条件下,污染的浓度也比较高。
PANs污染主要来源于工业生产和汽车尾气,在马路上,我们能看见一些蓝色的烟雾,其中就可能有PANs等。因此,有时候我们感觉天很蓝,但是喉咙等呼吸系统却不舒服。在当前城市机动车数量猛增,排放的污染物成为城市污染的主要来源时,对PANs等进行监测,研究其污染的具体情况和变化规律,是今后采取相关对策的基础。
5分钟获得监测结果
在“2009中国国际节能减排和新能源科技博览会”上,记者看见了所展示的高度电子化的“PANs在线监测仪”。不到一人高,比电脑显示器略宽的PANs在线监测仪,可以自动抽入空气,进入仪器后进行气体分离,电子捕获其中的污染物,进行分析,全程仅5分钟,一张污染物的气谱峰值表就完整地显示在电脑屏幕上了。
张剑波解释说,课题组研发的PANs在线监测仪器,将空气样品通过一根PFA(四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚共聚物)管导入设备,导入流量由质量流量计控制。每隔5分钟,六口阀门自动启动,将空气样品吹入毛细管色谱柱。而采用恒温装置保持色谱柱柱温与监测器温度在恒定状态。同时热解循环温度设置较高,将空气样品中的PANs热解,达到“零模式”,即使空气样品达到可认为其中不含有PANs的状态。因此,在不需“零气”的情况下,利用空气样品和PANs标准气体,完成对仪器的在线标定,获得了标准值。
专家点评:
从上世纪80年代,北京大学就开始PANs的监测工作,当时,主要是采用抽气袋子、针筒等,通过冷冻、富集等方式进行手工监测,存在时间周期长、过程损失大和人力成本高等缺点,但是作为重要的空气污染指标物,PANs需要长时间的连续采样监测,通过获得长期的污染数据来研究大气污染问题,因此,性能优良的在线监测仪器显得尤为重要。
此外,在空气中,PANs毒性比臭氧大,但是其大气中的浓度一般比臭氧低很多,因此,该课题组研发的PANs在线监测仪,能在5分钟内监测一个空气样本,检测限达到了5—15pptv(千亿分之一),即比臭氧的浓度量级ppbv(十亿分之一)低出1000倍。
今后将对仪器进行改进,使之更小型化,携带更方便,并增强仪器的稳定性,实现能同样精确地测定PANs的其他同系物。
北京奥运会空气污染监测
2008年5月和7—9月间,课题组在北京运行监测仪对PANs进行了监测。通过初步分析发现,与机动车限行前的PANs污染水平相比,其中PAN和PPN分别下降了18%和14%,由此可见,机动车限行措施在一定程度上可以缓解空气污染的加剧。
具体来说,从2008年7月1日到9月30日的监测情况来看,PAN和PPN的日均浓度一般都比较低。监测发现,7月1日到奥运前,PAN和PPN出现了明显的积累过程,在个别不利的天气条件下达到高值,而在7月21日到24日之间,持续保持了整体的高浓度水平,而整个奥运监测期间的重污染天也出现在这个过程中,PAN和PPN在7月23日都达到最大值;在机动车限行前后,PANs整体污染水平较高,有两个典型的污染过程;而进入8月,PANs浓度水平整体下降,机动车等限行对污染物削减的作用表现突出,特别是在有利的天气条件下。不过这个期间也出现了个别天的污染情况。值得注意的是,个别天PANs有个浓度抬升的过程,需结合气象和其他污染物来深入研究这一过程所表明的污染实质。
专家点评:
为了进一步验证仪器的稳定性和可靠性,课题组还于2008年10月至11月将PANs在线监测仪运往广东省江门市的大气监测超级站,参加珠江三角洲大气观测的技术示范活动。而PANs在线监测仪在整个观测期间表现良好,实现了对PANs污染过程的完整捕捉,表现出了典型的光化学污染特征,日变化明显,与美国大气海洋局的仪器具有较好的一致性。