吴泾工业区扬尘污染治理中降尘监测的影响因素

　1 吴泾工业区降尘监测现状
　　降尘是大气重要颗粒污染物之一。它作为有毒有害污染物附着的载体，产生的污染可导致生态环境的破坏和城市景观的损坏，并导致居民身体健康和生活质量的降低，在我国被列为环境空气质量常规监测项目。降尘量可以较客观地反映与评价城市区域扬尘污染水平，及时掌握降尘污染状况，对区域扬尘污染专项治理措施成效和评价城市区域环境空气质量具有实际意义。降尘监测具有采样设备简单、操作简便易行、成本相对较低等特点。吴泾工业区环境综合整治扬尘污染治理，降尘监测对象主要针对是大型老企业的污染治理，区域环境、大型建设工地和交通道路四类，共设置12个监测点位，能充分反映整个吴泾工业区扬尘污染治理的分布状况。吴泾工业区的降尘监测采用湿法收集，使用内径15cm，高30cm的塑料桶作为收集降尘的容器，以下简称降尘桶。在降尘桶内加入一定量的蒸馏水，使进入降尘桶的尘颗粒溶入液体中或沉积在容器底部，从而可以有效避免“二次起尘”现象。由于在气候适宜的条件下，加蒸馏水的降尘桶不免会滋生藻类等生物，这将对降尘量产生重大影响，因此湿法收集降尘时降尘桶内通常加入能抑制生物滋生的硫酸铜溶液。同样在气候寒冷的条件下，为防治蒸馏水结冰需要加入乙醇溶液。降尘监测以一个月（30d±2d）为监测周期。采样结束后将降尘样品统一送入实验室分析降尘量。分析步骤大致为记录样品特征-转移-冲洗-蒸发-烘干-平衡-称重。在计算单个点位降尘量时，使用以下公式：降尘量[t/（km2·30d）]= 式中，W1为降尘和水（含硫酸铜或乙醇）蒸发至干并在105℃恒重后的重量，g；W才为空白样（硫酸铜溶液或乙醇溶液）烘干恒重后的重量，g；S为降尘桶采样口面积，cm2；n为采样天数（准确到0·1d）。
　　2 区域降尘监测的影响因素
　　2.1 采样的点位设置不统一
　　根据《环境监测技术规范（第二册）大气和废气部分》和《上海市降尘监测技术规范（试行）》规定，区域降尘监测采样点位设置必须符合以下规定：（1）降尘监测点位设置高度为5～15m，以8～12m最为适宜，降尘桶放置高度要求尽可能相同，且采样口距平台有1.5 m的高度；（2）降尘监测点位周围50m范围内没有其它尘污染源干扰；（3）降尘监测点位应尽量避开周围的高大建筑物及树木，与建筑物的距离至少应是其突出高度部分的2倍；（4）监测点至少要有270°水平面的自由开敞范围。根据以上条件规定，且采样点条件统一（如：高度等）的降尘监测点难度较大。降尘监测点位高度设置过低或有楼梯直达时，会导致降尘桶被盗或被人为污染（ 如降尘桶内发现烟头，茶叶，垃圾等异物）的概率增大；点位设置过高时，降尘桶内发现鸟类的尸体或粪便等异物的概率增大，且不易于工作人员更换降尘桶。找一定数量符合统一要求的降尘监测点位非常困难，所以少数监测点的高度超过了规定的15m，点位设置偏高，对区域性降尘监测结果造成较大影响。
　2.2 气候季节变化及其它环境因素
　　由于降尘桶设置在室外的开阔区域，而且监测周期较长，天气季节变化以及周边环境都会对降尘监测产生影响。在气温较高、蒸发量大的季节，如果降尘桶内水分蒸发过多造成干涸的话，降尘无法被水体捕捉，在风的作用下会再次扬起，影响降尘量；在降水频繁、降水量大的季节，降尘桶内的水量很可能会溢出，溢出的水体带走了部分降尘，也会影响降尘量。另外，在实际监测中发现，降尘桶中还经常会出现鸟类、昆虫和树叶等物质，尤其是鸟类及其排泄物对降尘监测的影响很大。根据历年数据统计发现，最多的一个月在3个降尘桶内发现死鸟，造成降尘数据的严重损失。
　　2.3 降尘桶的人为因素
　　由于降尘监测点位位置多在8～12米的高度范围内，而且都有楼梯可以到达，降尘桶的丢失现象非常严重，据统计基本每季都会丢失2～3只降尘桶。固定降尘桶的支架和铁块也会被人盗取，造成降尘桶丢失。另外降尘桶被人为污染也非常严重（ 如降尘桶内发现烟头，茶叶，垃圾等异物）。造成降尘数据的缺失。
　　2.4 巡检与巡检记录
　　由于环境影响和降尘桶丢失情况的存在，为确保降尘监测的完整性和准确性，需要专业人员定期巡检。一般要求每10天巡检一次。如果巡检工作没有到位，发生以下情况时会对降尘监测造成影响：当降尘桶内水位低于2cm时未能及时添加蒸馏水，造成降尘桶水量过少甚至无水，最终导致降尘量偏低；当降尘桶内水量接近溢出时，没有及时更换降尘桶，也造成降尘量偏低；当降尘桶内有鸟类排泄物、树叶或昆虫等杂物时，未能及时捞出，造成鸟粪或昆虫腐烂发酵，影响降尘监测的准确性，或者在捞出时没有用蒸馏水冲洗而直接丢弃，造成降尘量偏低；在降尘桶被盗情况发生后，未能及时放置新桶，从而导致样品因采样天数不足而缺失。巡检记录是判断降尘样品和降尘数据是否有效的重要依据。按照规定应在每次巡检时记录下降尘监测点位的名称、周边是否有污染源、降尘样品的颜色、浊度、是否有杂物等性状，以及何时更换降尘桶等信息。在实际工作中发现，巡检记录的不规范和不完整会给最终的降尘量计算带来困难，造成降尘量的偏差。
　　2.5 降尘量分析测定
　　根据上海市监测中心规定，在上海气温较高的夏半年（5月～10月）需要添加2ml（0·05mol/L）硫酸铜溶液防止降尘桶内微生物滋生，在气温较低的冬半年（11月～次年4月）则需要添加300ml（20%）乙醇溶液防止降尘桶内的蒸馏水由于低温结冰。添加剂的错误添加在实际工作中也时有发生，导致降尘数据的偏差。降尘样品的分析过程中存在的最大问题是转移问题，转移过程包括降尘桶向烧杯转移和烧杯向蒸发皿转移。在转移过程中由于尘颗粒会黏附于降尘桶内壁，需要用蒸馏水反复冲刷，如果转不干净，会直接造成降尘量偏低。
　　2.6 数据损失
　　降尘监测的周期较长，对于单个监测点来说，一个月只能获得一个数据，一年只有12个数据。
　　而且由于环境和人为因素影响的存在，会给降尘数据造成不小的损失。在遇到以下情况的时候，该监测点当月的数据缺失或无效：
　　（1）如果该监测点的降尘桶丢失或被盗，则当月数据缺失。
　　（2）如果该监测点降尘桶内有明显的无法去除的异物（如鸟类），则当月数据缺失。
　　（3）如果该监测点连续监测时间少 于20天，则当月数据无效。
　　（4）如果该监测点降尘量月均值低于评价标准或异常高于历年同比数据，则当月数据无效。据统计降尘数据缺失或无效的数据时有发生。
　　3 建议与解决的方法
　　3.1 建立岗位责任制度
　　3.1.1 制定降尘采样巡检制度， 对巡检周期、巡检内容、巡检人员及时间安排作出具体规定
　　根据气候环境变化情况，采样监测技术规范，制定降尘点位日常巡检计划和巡检质控技术要求， 确保采样正常。加强监测人员责任心建设，减少环境和人为影响。环境和人为影响基本可以通过巡检工作得到解决，只要工作人员增强责任心， 每月按规定巡检3次，每次认真填写巡检记录，详细记录巡检时间、降尘桶内大概水量、降尘样品的颜色、周边有无污染源等信息，及时更换降尘桶，保证降尘监测数据的准确性。都能一定程度避免环境造成的影响和人为造成的破坏。
　　3.1.2对于实验室分析，必须依据相应工作的程序文件规定，详细的方法测定步骤和作业指导书规范操作
　　参与分析的人员需要有认真、仔细、耐心的工作态度，能够不厌其烦地将所有的降尘颗粒从一个容器转移到另一个容器中，保证降尘数据的准确性。
　　3.2建立健全数据管理制度
　　（1）建立剔除异常值的原因记录。
　　（2）建立修改数据的原因记录表，应在表中详细记录何种原因导致的数据异常，并且应先将情况报告站领导批示，并在上报数据时备注说明。
　　（3）建立样品数据缺失时间的原因记录表。
　　（4）建立数据出现异常情况时的记录表，如出现沙尘暴天气数值异常偏高等情况时，应在上报时说明情况。
　　在审核降尘量数据时，一般将低于规定限值，或高于历史最高值的单个测点降尘量数据作为异常数据。在发现降尘数据异常情况时， 会同相关人员商讨，根据站数据管理制度和各乡镇提供的巡检记录以及点位周边的环境和施工情况进行判别。如果无法确定的话，则会到现场调查，找出原因后再做决定。
　　3.3 加强降尘监测质控质保措施
　　对降尘监测采取的质控质保措施包括采样和分析工作独立操作、盲样分析、增加密码样、添加标样和突击抽查等，这些措施在实际工作中已经获得了不错的成效。降尘监测点位分散在闵行区吴泾镇范围内，镇环保部门负责降尘采样工作，在一个采样周期结束后，将降尘样品送到闵行区环境监测一站，由质管人员负责重新编排号码，使样品成为盲样，另外在样品中还会添加若干密码样，一并送实验室分析。这种采样过程与分析过程独立操作的方法有效避免了各人操作手法不同而导致数据无法在同一水平上比较的问题。盲样分析和密码样也使实验室分析人员无法得知样品的具体来源，有效控制了分析质量。在降尘监测周期中，对某些点位添加一定量的降尘标样是一项不错的措施，可以监控降尘监测过程，添加的降尘标样最终在计算降尘量时扣除。如果最终扣除标样后的数据远低于上海市水平或与历史数据无可比性，则说明降尘监测在此周期内受到了环境的影响和人为的破坏，可通过数据管理制度对数据进行处理。另一种措施是突击抽查，在降尘监测周期中不定期抽查降尘监测状况。另外每月收样后统一把平行密码样，交由第三方实验室进行比对。此外，定期开展降尘监测的学习与交流、加强降尘监测的质量控制，确保监测数据的准确有效。
　3.4 改进降尘桶结构设计，减少鸟类影响
　　由于降尘样品在野外收集，加蒸馏水的降尘桶可能成为鸟类的“饮水器”，造成鸟类的意外死亡和降尘量的偏差。中外研究者对这一问题的解决提出了多种设想， 笔者认为Ganor等人[7]提出的方法比较切实可行，即在降尘桶口的边缘加一圈齿轮形的边，使鸟类不能停留在降尘桶边缘， 也不影响降尘量的采集，从而达到解决鸟类影响的目的，值得试用推广。
　　3.5 做好空白分析工作
　　在降尘监测的实际工作和研究中我们发现， 夏季在降尘桶中加入0.06 25 g的硫酸铜溶液， 可以较好的解决藻类滋生对降尘监测的影响具体做法：实验室配置浓度为0.05 mol/L的硫酸铜溶液，在配置降尘溶液时，在每个降尘桶内加入5 mL的该溶液。但需注意的是，添加剂硫酸铜溶液对降尘量监测结果影响较大，故必须认真做好空白分析工作。
　　3.6 设置规范要求的监测点位
　　对于区域降尘监测中不符合或者不再符合国家布点设置规范要求的监测点位，应与上级部门协调更换合适的点位，保障区域降尘监测数据的合理性和有效性。
　　参考文献
　　[1]国家环境保护总局和《空气和废气监测分析方法》编委会编.《空气和废气监测分析方法》（第四版）.北京：中国环境科学出版社，2003，9.
　　[2]王赞红.大气降尘监测研究[J].干旱区资源与环境，2003，17（1）：54-59.
　　[3] 黄嫣旻，居力，魏海萍，等.上海市降尘监测中存在的问题[J].中国环境监测，2009，25（2）.
　　[4]钱广强，董治宝.大气降尘收集方法及相关问题研究[J].中国沙漠，2004，24（6）：779-782.
　　[5]中国科学院地学部.关于我国华北沙尘天气的成因与治理对策[J].地球科学进展，2000，15（4） ：361-364.
　　[6] McTainsh G H. Harmattan dust deposition in northern Nigeria[J].Nature，1980，286：587-588.
　　[7]Ganor E， Foner H A， Gravenhorst amount and nature of the dustfall on Lake Kinneret （the Sea of Galilee）， Israel： flux and fractionation[J].Atmospheric Envionment，2003，37；4301-4315.
　　收稿日期：2013-3-13
　　作者简介：连正豪（1963-），男，工程师，从事环境监测，质量控制工作.