Las partículas atmosféricas (pm) son una parte importante de la contaminación del aire y afectan directamente la salud humana, la calidad ambiental y el cambio climático. Con el fin de monitorear y evaluar científicamente el Estado de contaminación de las partículas atmosféricas, se ha establecido una red de componentes de partículas atmosféricas para realizar un seguimiento a largo plazo de la composición, concentración y variación de las partículas atmosféricas. La frecuencia de muestreo y análisis es uno de los factores clave para garantizar la calidad y precisión de los datos. el establecimiento racional de la frecuencia de muestreo y análisis no solo puede reflejar las características de los cambios espacio - temporales de las partículas atmosféricas, sino también proporcionar una base confiable para la formulación de políticas y el control de la contaminación.
Este artículo discutirá en detalle los principios, métodos y experiencias prácticas en el país y en el extranjero de la configuración de frecuencia de muestreo y análisis de la red de componentes de partículas atmosféricas, y presentará sugerencias científicas y razonables de frecuencia de muestreo.
I. objetivos de vigilancia
1. monitoreo de la concentración de partículas: proporciona soporte de datos para la alerta temprana de la calidad del aire y la identificación de fuentes de contaminación mediante el monitoreo en tiempo real de la concentración masiva de partículas como PM2.5 y pm10.
2. análisis de la composición de las partículas: a través del análisis de la composición química en las partículas, se entienden los tipos de fuentes de contaminación y su contribución, proporcionando soporte de datos para el análisis de las fuentes y el control de la contaminación.
3. investigación sobre los efectos del cambio climático: el impacto de las partículas atmosféricas en el cambio climático está recibiendo cada vez más atención, especialmente en la reflexividad de los gases de efecto invernadero y aerosoles. Por lo tanto, los datos de composición química de las partículas ayudan a estudiar el efecto de retroalimentación de los aerosoles atmosféricos sobre el clima.
II. principios para el establecimiento de la frecuencia de muestreo
Durante el proceso de monitoreo, la configuración de la frecuencia de muestreo debe basarse en los siguientes principios:
1. necesidades de monitoreo: los diferentes objetivos de investigación y necesidades de uso determinan la configuración de la frecuencia de muestreo. Por ejemplo, si se estudia la variación estacional de las partículas, puede ser necesario tomar muestras de baja frecuencia; Si se estudian fluctuaciones de contaminación a corto plazo, se necesita una mayor frecuencia de muestreo.
2. cambios en los niveles de contaminación: la concentración y la composición de las partículas atmosféricas varían mucho con el tiempo, el lugar y las condiciones meteorológicas. La frecuencia de muestreo debe ajustarse con flexibilidad de acuerdo con la Ley de cambio de contaminantes para capturar las características de distribución espacio - temporal de la concentración de partículas y los componentes.
3. limitaciones de equipos y técnicas: los equipos de monitoreo suelen tomar muestras de partículas en el aire y realizar análisis de componentes a través de métodos de análisis químicos (como cromatografía iónica, espectrometría de masas, etc.). La capacidad de detección, el tiempo de respuesta y la velocidad de análisis del equipo son uno de los factores que afectan la frecuencia de muestreo.
III. método de fijación de la frecuencia de muestreo
1. método de monitoreo continuo y método de muestreo regular
Los métodos de muestreo de partículas atmosféricas incluyen principalmente el método de monitoreo continuo y el método de muestreo regular. El método de monitoreo continuo puede obtener datos de concentración de partículas en tiempo real y continuamente, pero generalmente se aplica al monitoreo de partículas grandes o contaminantes convencionales. Por su parte, el método de muestreo regular se aplica cuando es necesario analizar con precisión la composición de las partículas, generalmente tomando muestras regularmente y realizando análisis de laboratorio.
2. muestreo las 24 horas
En la actualidad, el muestreo de 24 horas es un método de muestreo más común. El muestreo de 24 horas puede reflejar con mayor precisión los cambios en la calidad diaria del aire y proporcionar muestras para el análisis periódico de los componentes de partículas. Este tipo de muestreo es adecuado para el monitoreo diario de la calidad del aire, especialmente en áreas donde no hay equipos de monitoreo en línea en tiempo real.
3. muestreo a corto plazo
Para ciertas necesidades de investigación, como el monitoreo de emergencias de contaminación, la frecuencia de muestreo puede tener que aumentar a una hora o media. Este muestreo de alta frecuencia es adecuado para áreas con grandes fluctuaciones en la concentración de contaminantes a corto plazo, especialmente en áreas altamente contaminantes o áreas urbanas con emisiones industriales.
4. vigilancia estacional o a largo plazo
Debido a que la composición y concentración de partículas atmosféricas se ven afectadas por factores estacionales, climáticos, etc., es necesario tener en cuenta los cambios estacionales al establecer la frecuencia de muestreo. Para las redes de vigilancia a largo plazo, la frecuencia de muestreo puede fijarse en una vez al mes o trimestralmente, especialmente cuando el área de vigilancia es relativamente amplia.
IV. principios para el establecimiento de la frecuencia de análisis
Además de la frecuencia de muestreo, la frecuencia de análisis también tiene un impacto importante en la calidad de los datos de la red de componentes de partículas atmosféricas. La frecuencia de análisis se refiere a la frecuencia del análisis químico de las muestras de partículas recogidas. Una frecuencia de análisis razonable puede garantizar la representatividad y precisión de los datos.
1. necesidades de monitoreo y requisitos de precisión de datos
Al establecer la frecuencia de análisis, es necesario combinar los objetivos de monitoreo y los requisitos de precisión de los datos. Por ejemplo, para la evaluación diaria de la calidad del aire, las muestras pueden analizarse mensualmente o trimestralmente; Para los estudios que requieren una mayor precisión, como el análisis de las fuentes de contaminación, puede ser necesario un análisis de mayor frecuencia.
2. tiempo de análisis de laboratorio
Diferentes métodos de análisis químico requieren diferentes tiempos. Para los métodos de análisis químicos complejos (como la cromatografía iónica y la espectrometría de masas de cromatografía de gases), el tiempo de análisis es más largo y es necesario considerar la capacidad de análisis y el calendario del laboratorio con antelación. Si la frecuencia del análisis es demasiado alta, puede causar una carga excesiva en el laboratorio, lo que a su vez afectará la puntualidad y precisión de los resultados del análisis.
3. integración y corrección de datos
Los datos de composición de las partículas atmosféricas generalmente requieren control y corrección de la calidad de los datos. Una frecuencia de análisis demasiado baja puede causar grandes diferencias espacio - temporales entre los datos y es difícil reflejar los cambios dinámicos en la contaminación por partículas. Por lo tanto, la frecuencia de análisis debe coincidir con la frecuencia de muestreo para garantizar la puntualidad y representatividad de los datos.
El establecimiento de la frecuencia de muestreo y análisis de la red de componentes de partículas atmosféricas debe considerarse de manera integral de acuerdo con los objetivos de monitoreo, las necesidades de datos, la capacidad del equipo y la capacidad de análisis de laboratorio. El establecimiento racional de la frecuencia de muestreo no solo puede garantizar la representatividad y precisión de los datos, sino también proporcionar una base confiable para el análisis de las fuentes de contaminación, la evaluación de la calidad del aire y la investigación sobre el cambio climático.