Les particules atmosphériques (PM) sont une composante importante de la pollution atmosphérique et ont un impact direct sur la santé humaine, la qualité de l'environnement et le changement climatique. Afin de surveiller et d'évaluer scientifiquement l'état de la pollution par les particules atmosphériques, un réseau de composants de particules atmosphériques a été mis en place pour assurer un suivi à long terme de la composition, de la concentration et des lois de variation des particules atmosphériques. La fréquence d'échantillonnage et d'analyse est l'un des facteurs clés pour garantir la qualité et l'exactitude des données, et un réglage rationnel de la fréquence d'échantillonnage et d'analyse peut non seulement refléter les caractéristiques de variation spatio - temporelle des particules atmosphériques, mais également fournir une base fiable pour l'élaboration de politiques et la lutte contre la pollution.
Cet article explorera en détail les principes, les méthodes et les expériences pratiques au pays et à l'étranger en ce qui concerne le réglage de la fréquence d'échantillonnage et d'analyse des réseaux de composants de particules atmosphériques et fera des recommandations scientifiquement justifiées sur la fréquence d'échantillonnage.
I. Objectifs de la surveillance
1. Surveillance de la concentration de particules: fournir un support de données pour l'alerte précoce de la qualité de l'air, l'identification des sources de pollution en surveillant en temps réel la concentration massique des particules pm2,5, PM10 et autres.
2. Analyse des composants de particules: fournir un soutien de données pour l'analyse des sources et la gouvernance de la pollution par l'analyse de la composition chimique des particules, la compréhension des types de sources de pollution et de leur contribution.
3. Étude d’impact des changements climatiques: l’impact des particules atmosphériques sur les changements climatiques est de plus en plus préoccupant, notamment en ce qui concerne la réflectivité des gaz à effet de serre et des aérosols. Par conséquent, les données sur les composants chimiques des particules aident à étudier les effets des aérosols atmosphériques sur le climat.
II. Principe de réglage de la fréquence d'échantillonnage
Au cours de la surveillance, le réglage de la fréquence d'échantillonnage doit être effectué selon les principes suivants:
1. Besoins de surveillance: différents objectifs de recherche et besoins d'utilisation déterminent le réglage de la fréquence d'échantillonnage. Par exemple, si l'on étudie les variations saisonnières des particules, un sous - échantillonnage à basse fréquence peut être nécessaire; Si l'on étudie les fluctuations de la pollution à court terme, une fréquence d'échantillonnage plus élevée est nécessaire.
2. Variations des niveaux de pollution: les concentrations et les composants des particules atmosphériques varient considérablement en fonction de facteurs tels que le temps, le lieu et les conditions météorologiques. La fréquence d'échantillonnage doit être ajustée de manière flexible en fonction de la loi de variation des polluants afin de capturer les caractéristiques de la concentration de particules et de la distribution spatio - temporelle des composants.
3. Équipement et limites techniques: l'équipement de surveillance consiste généralement à prélever des échantillons de particules dans l'air et à analyser les composants par des méthodes d'analyse chimique (par exemple, chromatographie ionique, spectrométrie de masse, etc.). La capacité de détection, le temps de réponse et la vitesse d'analyse de l'appareil sont parmi les facteurs qui influent sur la fréquence d'échantillonnage.
Iii. Méthode de réglage de la fréquence d'échantillonnage
1. Méthode de surveillance continue et méthode d'échantillonnage périodique
Les méthodes d'échantillonnage des particules atmosphériques comprennent principalement une méthode de surveillance continue et une méthode d'échantillonnage périodique. La méthode de surveillance continue permet d'obtenir des données sur les concentrations de particules en temps réel et en continu, mais elle s'applique généralement à la surveillance de particules plus grosses ou de polluants conventionnels. Et la loi de l'échantillonnage régulier s'applique lorsque des composants de particules doivent être analysés avec précision, généralement en prélevant des échantillons à temps et en effectuant des analyses en laboratoire.
2. 24 heures d'échantillonnage
Actuellement, l'échantillonnage sur 24 heures est la méthode la plus courante. L'échantillonnage sur 24 heures peut refléter plus précisément les changements quotidiens de la qualité de l'air et fournir des échantillons pour l'analyse régulière des composants de particules. Ce type d'échantillonnage est approprié pour la surveillance quotidienne de la qualité de l'air, en particulier dans les zones où il n'y a pas d'équipement de surveillance en ligne en temps réel.
3. Échantillonnage à intervalle de temps court
Pour certains besoins de recherche, comme la surveillance des épisodes soudains de pollution, il peut être nécessaire d'augmenter la fréquence d'échantillonnage à toutes les heures ou toutes les demi - heures. Ce sous - échantillonnage à haute fréquence est adapté aux zones où les concentrations de polluants fluctuent fortement à court terme, en particulier dans les zones fortement polluées ou les zones urbaines avec des émissions industrielles.
4. Surveillance saisonnière ou à long terme
Étant donné que les composants et les concentrations de particules atmosphériques peuvent être influencés par des facteurs tels que les saisons, le climat, etc., les variations saisonnières doivent être prises en compte lors de la fixation de la fréquence d'échantillonnage. Pour les réseaux de surveillance à long terme, la fréquence d'échantillonnage peut être fixée à une fois par mois ou à une fois par trimestre, en particulier lorsque la zone de surveillance est relativement étendue.
Iv. Principes de réglage de la fréquence analytique
Outre la fréquence d'échantillonnage, la fréquence d'analyse a également un impact important sur la qualité des données du réseau de particules atmosphériques. La fréquence d'analyse est la fréquence à laquelle les échantillons de particules prélevés sont analysés chimiquement. Une fréquence raisonnable d'analyse peut assurer la représentativité et l'exactitude des données.
1. Besoins de surveillance et exigences de précision des données
Lors de la fixation de la fréquence d'analyse, il est nécessaire de combiner les objectifs de surveillance et les exigences de précision des données. Par exemple, pour l'évaluation quotidienne de la qualité de l'air, il peut suffire d'analyser les échantillons une fois par mois ou une fois par saison; Pour les études nécessitant une plus grande précision, telles que l'analyse de la source de pollution, des analyses plus fréquentes peuvent être nécessaires.
2. Temps d'analyse en laboratoire
Différentes méthodes d'analyse chimique prennent différents temps. Pour les méthodes d'analyse chimique complexes (p. ex., chromatographie ionique, chromatographie en phase gazeuse et techniques combinées de spectrométrie de masse), les temps d'analyse sont longs et il faut tenir compte à l'avance des capacités d'analyse et du calendrier du laboratoire. Si la fréquence des analyses est trop élevée, cela peut surcharger le laboratoire, ce qui peut nuire à la rapidité et à l'exactitude des résultats.
3. Intégration et correction des données
Les données sur les composants des particules atmosphériques nécessitent généralement un contrôle et une correction de la qualité des données. Une fréquence d'analyse trop faible peut entraîner de grandes différences spatio - temporelles entre les données et rendre difficile la réflexion sur les changements dynamiques de la pollution par les particules. Par conséquent, la fréquence d'analyse doit être adaptée à la fréquence d'échantillonnage, ce qui garantit la longévité et la représentativité des données.
Le réglage de la fréquence d'échantillonnage et d'analyse des réseaux de particules atmosphériques devrait être considéré de manière intégrée en fonction de facteurs tels que les objectifs de surveillance, les besoins en données, la capacité de l'équipement et la capacité d'analyse du laboratoire. Le réglage rationnel de la fréquence d'échantillonnage garantit non seulement la représentativité et l'exactitude des données, mais fournit également une base fiable pour l'analyse des sources de pollution, l'évaluation de la qualité de l'air et la recherche sur les changements climatiques.