一、概述
大气污染物检测是对环境空气中颗粒物、气态污染物及挥发性有机物（VOCs）的系统监测与分析过程，旨在评估空气质量、识别污染源、指导治理措施并保障公众健康。
核心检测目标：
1. 污染源解析：识别PM2.5、臭氧（O₃）等污染物的主要来源（如工业排放、机动车尾气）。
2. 健康风险评估：量化污染物（如苯并[a]芘、重金属）对人体呼吸系统及致癌风险的影响。
3. 合规性验证：确保空气质量符合国家（如GB 3095-2012）及国际（如WHO、EU）标准。
检测对象分类：
· 颗粒物：PM2.5、PM10、黑碳（BC）、扬尘（TSP）。
· 气态污染物：SO₂、NOₓ、O₃、CO。
· 痕量污染物：苯系物（BTEX）、多环芳烃（PAHs）、重金属（Pb、Cd）。
二、检测标准
污染物类型 | 国际标准 | 国内标准 | 限值示例 |
颗粒物（PM2.5） | WHO 2021指南（年均值≤5 μg/m³） | GB 3095-2012（二级标准年均值≤35 μg/m³） | 日均值≤75 μg/m³ |
SO₂ | EPA Method 6C（紫外荧光法） | HJ 482-2009（甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法） | 年均值≤60 μg/m³ |
O₃ | ISO 13964（紫外光度法） | HJ 590-2010（紫外光度法） | 最大8小时均值≤160 μg/m³ |
苯并[a]芘 | EPA Method TO-13A（GC-MS） | HJ 647-2013（高效液相色谱法） | 年均值≤0.001 μg/m³（GB 3095） |
重金属（Pb） | ISO 17294-2（ICP-MS） | HJ 657-2013（环境空气铅测定法） | 年均值≤0.5 μg/m³ |
三、检测设备
检测技术 | 设备/系统 | 应用场景 | 检测限 | 优缺点 |
β射线法 | 颗粒物监测仪（Thermo Scientific 5014i） | 环境空气PM2.5/PM10连续监测（μg/m³） | PM2.5：0.1 μg/m³ | 实时数据，需定期更换滤膜 |
紫外荧光法 | SO₂分析仪（Ecotech EC9810） | 城市空气质量监测站点（0-500 ppb） | SO₂：0.5 ppb | 高灵敏度，抗干扰性强 |
差分吸收光谱（DOAS） | 长光程DOAS系统（OPSIS AR500） | 区域O₃、NO₂分布监测（km级光程） | O₃：1 ppb | 大范围覆盖，但依赖气象条件 |
气相色谱-质谱（GC-MS） | 实验室级GC-MS（Agilent 8890/5977B） | 苯系物、PAHs痕量分析（ng/m³） | 苯：0.01 ng/m³ | 高精度，需实验室前处理 |
激光雷达 | 气溶胶激光雷达（LIDAR） | 垂直剖面PM2.5监测（0-5 km高度） | 空间分辨率：10 m | 三维可视化，但成本高昂 |
四、检测流程
1. 采样与预处理
· 颗粒物采样：
o 滤膜法：使用石英滤膜（PM2.5切割头）采集24小时样品，恒温恒湿称重（HJ 656-2013）。
o β射线法：自动换膜，每1小时记录一次数据。
· 气态污染物采样：
o 吸收液法：甲醛吸收液捕集SO₂，显色后分光光度计测定（HJ 482）。
o 罐采样：苏玛罐采集环境空气，GC-MS分析VOCs（EPA TO-15）。
2. 实验室分析
· 重金属分析：滤膜微波消解（硝酸+氢氟酸），ICP-MS定量（HJ 657）。
· PAHs检测：加速溶剂萃取（ASE）+硅胶柱净化，HPLC-荧光检测器分析（HJ 647）。
3. 数据质量控制
· 标准物质：使用NIST SRM 1648a（城市颗粒物）校准仪器。
· 平行样与空白样：每10个样品插入1个平行样，偏差≤10%。
五、费用与周期
检测项目 | 费用范围 | 周期 |
PM2.5连续监测 | 设备采购：30万-100万元/套 | 实时数据（月度报告） |
SO₂/NO₂/臭氧自动站 | 运维费用：5万-20万元/年/站点 | 实时数据 |
VOCs全分析（GC-MS） | 8000-20000元/样 | 5-7个工作日 |
重金属检测（ICP-MS） | 5000-12000元/样（8项） | 3-5个工作日 |
应急监测（移动车） | 1000-5000元/点位 | 即时出结果 |
六、实际应用
1. 城市空气质量监测网络
· 京津冀地区PM2.5溯源：激光雷达监测显示区域传输贡献率＞30%，推动联防联控。
· 臭氧污染预警：DOAS系统监测O₃峰值＞200 μg/m³，启动应急减排（如加油站错峰卸油）。
2. 工业区污染源解析
· 钢铁企业PM2.5成分分析：ICP-MS检测Fe、Zn富集，占比＞20%，指导除尘改造。
· 化工园区VOCs排放：GC-MS识别甲苯、二甲苯为主，推动泄漏检测与修复（LDAR）。
3. 交通污染治理
· 道路扬尘监测：β射线法PM10＞150 μg/m³，实施道路洒水频次加倍。
· 柴油车黑碳（BC）检测：Aethalometer监测BC浓度，推动国六柴油车普及。
4. 健康风险评估
· 苯并[a]芘暴露：年均浓度0.002 μg/m³（超标2倍），建议敏感人群减少户外活动。
七、注意事项
1. 采样点布设：
· 按《HJ 664-2013》选择代表性点位（避开局地污染源，距道路＞50 m）。
2. 仪器校准：
· 每周用零气（高纯N₂）和标气校准（如50 ppb SO₂标气），误差≤±2%。
3. 数据解读：
· 结合气象数据（风速、湿度）分析污染扩散条件，避免误判本地排放贡献。
