大量引進(jìn)PM2.5監(jiān)測儀器衍生的問題

       導(dǎo)讀：在新版《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，PM2.5、臭氧等成為常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，設(shè)備采購預(yù)算有望達(dá)到6.61億元，而PM2.5監(jiān)測引發(fā)的整個(gè)市場份額約為20億元。但是，大部分監(jiān)測設(shè)備幾乎完全依賴進(jìn)口，大量引用是否會(huì)衍生其他問題？

       北京、天津、上海、山西等地相繼發(fā)布了PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)，百姓只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就可以了解相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)。將PM2.5監(jiān)測納入環(huán)境空氣質(zhì)量常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)撬動(dòng)了一個(gè)市場，那么，監(jiān)測PM2.5，對我國環(huán)境監(jiān)測能力的挑戰(zhàn)有多大？面對魚龍混雜的市場格局，如何因地制宜地選擇設(shè)備？目前，我國PM2.5監(jiān)測設(shè)備的核心部件完全依賴進(jìn)口，國內(nèi)監(jiān)測設(shè)備企業(yè)有無機(jī)會(huì)？大量引用進(jìn)口監(jiān)測設(shè)備有沒有可能帶來其他一些問題？帶著這些問題，記者采訪了相關(guān)專家。
　　
　　■能完全依賴進(jìn)口設(shè)備嗎？
　　
　　在今后的設(shè)備維護(hù)、零部件更換、人員培訓(xùn)等方面持續(xù)受國外設(shè)備制造商牽制
　　
　　采訪中，一些專家表示，把PM2.5監(jiān)測納入到空氣質(zhì)量常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)，對我國目前的監(jiān)測能力是一個(gè)挑戰(zhàn)。首先是監(jiān)測技術(shù)，目前國內(nèi)的顆粒物監(jiān)測設(shè)備除個(gè)別采樣器外，均依賴國外產(chǎn)品或國外**，在一定程度上形成了國外設(shè)備制造商壟斷的局面，但國外監(jiān)測儀器主要針對較低污染濃度設(shè)計(jì)，在我國較高污染條件下和特殊地區(qū)監(jiān)測條件下的適用性還需要進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證；其次是基礎(chǔ)能力建設(shè)方面，PM2.5監(jiān)測納入常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)后，將帶動(dòng)配套站房、天平室、觀測平臺(tái)等一系列基礎(chǔ)建設(shè)；第三是人員和培訓(xùn)方面，PM2.5監(jiān)測設(shè)備的維護(hù)工作相對繁瑣，將耗費(fèi)大量人力，此外這類監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)要求較高，需要對操作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)。
　　
　　由于我國大氣PM2.5及大氣污染監(jiān)測裝備技術(shù)研究起步較晚，大部分監(jiān)測設(shè)備幾乎完全依賴進(jìn)口，部分自主開發(fā)的儀器設(shè)備尚未開展工程化、標(biāo)準(zhǔn)化、工藝以及網(wǎng)絡(luò)化等關(guān)鍵技術(shù)研究，國產(chǎn)監(jiān)測裝備難以滿足國家大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)布設(shè)的需求。
　　
　　從國內(nèi)各地PM2.5監(jiān)測儀器采購情況來看，從技術(shù)要求和區(qū)位分布分析，國外廠商的優(yōu)勢很大。根據(jù)記者調(diào)查的情況，國外廠商基本占據(jù)了今年60％以上的市場份額，現(xiàn)階段國內(nèi)廠商將主要處于跟隨地位。
　　
　　對此，中國環(huán)境科學(xué)院副院長柴發(fā)合表示，國外設(shè)備紛紛向國內(nèi)傾銷，若全部(或大部分)采用國外進(jìn)口設(shè)備，將面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展大氣PM2.5及大氣污染監(jiān)測預(yù)警裝備關(guān)鍵技術(shù)研究，加強(qiáng)大氣PM2.5及大氣污染監(jiān)測預(yù)警裝備技術(shù)保障體系能力建設(shè)，對于提升空氣質(zhì)量、保護(hù)民眾健康和國家大氣**，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　
　　此外，在PM2.5監(jiān)測體系建設(shè)初期，過度依賴進(jìn)口儀器設(shè)備，將在今后的設(shè)備維護(hù)、零部件更換、人員培訓(xùn)等方面持續(xù)受國外設(shè)備制造商牽制，對我國形成有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、受控的監(jiān)測體系造成不利影響。

      ■監(jiān)測設(shè)備選擇如何因地制宜？
　　
　　需要在保證準(zhǔn)確性的條件下，根據(jù)不同監(jiān)測目的和自然條件進(jìn)行選擇
　　
　　目前，PM2.5的監(jiān)測方法包括稱重法、射線法及光譜法。據(jù)柴發(fā)合介紹，稱重法是目前被公認(rèn)為*準(zhǔn)確的顆粒物測量方法，其基本原理是在恒溫恒濕條件下使用天平稱量采樣膜上的樣品重量，結(jié)**樣流量計(jì)算空氣中的顆粒物濃度。稱重法是目前歐美國家以及我國顆粒物濃度測量中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，雖然仍有一定的不確定性和較低的時(shí)間分辨率，但可以保留顆粒物樣品，用來進(jìn)行化學(xué)成分分析。
　　
　　在顆粒物質(zhì)量濃度在線分析儀中，目前應(yīng)用*為廣泛的兩種測量方法是β射線方法和振蕩天平法。β射線法主要依靠β射線的衰減作用計(jì)算顆粒物質(zhì)量濃度，而振蕩天平法主要依靠顆粒物在濾膜上的集聚對天平振蕩系數(shù)的改變來計(jì)算顆粒物質(zhì)量濃度。
　　
　　對此，中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣所高健博士介紹說，從儀器原理上來講，振蕩天平法方法相對更能客觀反映顆粒物的真實(shí)濃度，但在較高濕度環(huán)境下容易出現(xiàn)噪音值，其加熱管也易使顆粒物中的揮發(fā)性物質(zhì)損失從而降低測量濃度。由于構(gòu)造復(fù)雜，振蕩天平法儀器維護(hù)起來相對麻煩。
　　
　　相比之下，β射線法操作簡單，維護(hù)方便，但測量值往往高出振蕩天平法的測量值，而且隨顆粒物濃度高低、成分以及環(huán)境濕度變化有較大差異。總之，在線測量方法相對于稱重法有操作簡單、時(shí)間分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，但在準(zhǔn)確性上還存在較大爭議。
　　
　　目前應(yīng)用的PM2.5測量技術(shù)還包括光散射顆粒物測量方法(光譜法)。其運(yùn)行原理是通過測量顆粒物進(jìn)入儀器后對測量光線的散射特征測量顆粒物的大小及數(shù)量，并以此計(jì)算顆粒物的質(zhì)量濃度。
　　
　　這一方法的優(yōu)點(diǎn)包括反應(yīng)迅速、設(shè)備占地小、安裝操作簡便、可同時(shí)測量多個(gè)粒徑的顆粒物數(shù)量等。但光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系受到諸多因素影響，如顆粒物的化學(xué)組成、形狀、比重、粒徑分布等。這意味著光散射和顆粒物濃度之間的換算公式隨時(shí)隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正。
　　
　　對此，柴發(fā)合指出，在選擇顆粒物監(jiān)測方法時(shí)需要在保證準(zhǔn)確性的條件下，根據(jù)不同的監(jiān)測目的和自然條件進(jìn)行選擇。比如，在基本監(jiān)測中可選擇在線監(jiān)測方法和光譜法，有人員和實(shí)驗(yàn)室條件的監(jiān)測站鼓勵(lì)使用稱重法，而應(yīng)急監(jiān)測、特殊條件監(jiān)測(醫(yī)療衛(wèi)生部門、地鐵交通等)可以選擇光譜法。
　　
　　目前，考慮到產(chǎn)品技術(shù)成熟度等因素，國內(nèi)首批采購的PM2.5監(jiān)測儀器以進(jìn)口產(chǎn)品為主，比較有代表性的是美國賽默飛世爾的產(chǎn)品，其技術(shù)原理基于振蕩天平法，優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)每分鐘實(shí)時(shí)**測量。但要使振蕩天平法儀器所測值更準(zhǔn)確，需要加裝膜動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)(FDMS)。早在2009年2月，美國環(huán)保署即要求賽默飛世爾的PM2.5檢測儀加裝FDMS。
　　
　　目前，振蕩天平法儀器的核心技術(shù)由賽默飛世爾壟斷，單臺(tái)儀器價(jià)格為28萬元，加裝FDMS后，更是高達(dá)38萬元之多，β射線法監(jiān)測儀僅需不到15萬元。
　　
　　目前，國內(nèi)已有部分廠商推出采用β射線法的PM2.5監(jiān)測儀樣機(jī)，單臺(tái)售價(jià)在15萬元左右。對于經(jīng)費(fèi)不夠充裕、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較低的二、三線城市環(huán)境監(jiān)測站，這一類產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢十分明顯。

      ■國內(nèi)企業(yè)能否后來趕上？
　　
　　加強(qiáng)自身研發(fā)能力建設(shè)，與科研院所合作進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、升級、評估及檢驗(yàn)
　　
　　柴發(fā)合說，從目前國內(nèi)PM2.5設(shè)備使用情況來看，國外進(jìn)口儀器設(shè)備占據(jù)主導(dǎo)地位，但國內(nèi)PM2.5監(jiān)測及采樣技術(shù)在近幾年也有不小的發(fā)展，幾家設(shè)備制造商均有自己的**產(chǎn)品，并逐漸在國內(nèi)市場上占據(jù)一定地位。
　　
　　總體而言，國外廠商具有多年的研究積累和產(chǎn)品開發(fā)、推廣經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品在歐美也經(jīng)歷了多年的使用檢驗(yàn)，因此在初期能夠占據(jù)大部分市場。國內(nèi)廠商對PM2.5監(jiān)測及采樣設(shè)備的大規(guī)模研發(fā)在近幾年才有所起色，且基本按照國外產(chǎn)品仿照制作，產(chǎn)品還不具備大規(guī)模量產(chǎn)的能力，也未經(jīng)過長期使用檢驗(yàn)。
　　
　　因此，雖然國內(nèi)廠商在目前巨大的市場中可以分得一杯羹，但面對強(qiáng)大的國際競爭對手，還需要大力加強(qiáng)自身研發(fā)能力建設(shè)，與科研院所合作進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、升級、評估及檢驗(yàn)，還需要得到國家和政府的扶持。
　　
　　值得注意的是，雖然目前PM2.5自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備正大行其道，但在歐美國家大氣環(huán)境監(jiān)測工作中，PM2.5手工監(jiān)測方法的地位依然不可撼動(dòng)。
　　
　　由于手工監(jiān)測PM2.5是基于顆粒物膜采樣方法，其樣品可以長期保存并用于PM2.5中各種污染成分的分析，以此確定污染來源，進(jìn)而幫助政府制定科學(xué)有效的控制對策。因此，在鼓勵(lì)開發(fā)PM2.5自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的同時(shí)，應(yīng)同時(shí)鼓勵(lì)針對PM2.5采樣器的設(shè)計(jì)和開發(fā)，并發(fā)展PM2.5化學(xué)成分自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備(如無機(jī)離子、碳成分、重金屬等)的研發(fā)，以滿足我國中長期大氣環(huán)境保護(hù)工作中對儀器設(shè)備的需求。
　　
　　據(jù)了解，我國現(xiàn)有大氣污染源數(shù)據(jù)調(diào)查已開始從酸性氣溶膠(酸雨)生成的角度對前體物二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和控制。一些專家表示，大氣污染源研究還應(yīng)從二次微粒轉(zhuǎn)化的角度對前體物二氧化硫、氮氧化物和氨進(jìn)行調(diào)查分析，以進(jìn)一步完善現(xiàn)有的污染源統(tǒng)計(jì)模式。在重視單項(xiàng)污染物指標(biāo)，如二氧化硫的濃度指標(biāo)與總量控制指標(biāo)的基礎(chǔ)上，應(yīng)同時(shí)關(guān)注一次污染物轉(zhuǎn)化為二次污染物、一次污染物與二次污染物之間產(chǎn)生的對能見度和人體健康的累積效應(yīng)等綜合性指標(biāo)。
　　
　　PM2.5研究是我國城市大氣污染研究中的薄弱環(huán)節(jié)。公眾在要求常規(guī)大氣污染物濃度達(dá)標(biāo)的同時(shí)，會(huì)期望城市的天空更藍(lán)。因此，今后的研究應(yīng)對PM2.5的基本組成與累積途徑等進(jìn)行系統(tǒng)、細(xì)致的分析，為研究控制PM2.5的有效途徑打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

      PM2.5監(jiān)測帶動(dòng)20億元市場
　　
　　320個(gè)城市共1400多個(gè)站點(diǎn)或需配備設(shè)備
　　
　　在新版《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，PM2.5、臭氧等成為常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部《空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)**階段監(jiān)測實(shí)施方案》，今年10月底前，74個(gè)城市的496個(gè)點(diǎn)位必須完成新標(biāo)準(zhǔn)中PM2.5、一氧化碳、臭氧等3項(xiàng)新增指標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備安裝。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，設(shè)備采購預(yù)算有望達(dá)到6.61億元，而PM2.5監(jiān)測引發(fā)的整個(gè)市場份額約為20億元。
　　
　　記者在山西等地采訪時(shí)了解到，各地相繼出臺(tái)規(guī)劃和措施來逐步完善、優(yōu)化環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，**提升環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測能力。其中，山西省提出要*終實(shí)現(xiàn)全省
　　
　　PM2.5(細(xì)顆粒物)、臭氧和一氧化碳監(jiān)測全覆蓋。
　　
　　據(jù)了解，山西省于去年在11個(gè)省轄市的22個(gè)自動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)位增配了PM2.5、臭氧和一氧化碳監(jiān)測儀器，并于去年12月投入試運(yùn)行。未來3年，山西省還將投入3.15億元，逐步完善、優(yōu)化環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，開展6項(xiàng)污染物監(jiān)測。
　　
　　記者從山東省環(huán)保廳獲悉，結(jié)合環(huán)境保護(hù)部《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控“十二五”規(guī)劃》，從2012年起，山東省17市將**開展PM2.5監(jiān)測試點(diǎn)。
　　
　　中國環(huán)境科學(xué)院副院長柴發(fā)合在接受記者采訪時(shí)介紹說，目前我國進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的城市約320個(gè)，共1400多個(gè)站點(diǎn)，如果在“十二五”期間均配備PM2.5監(jiān)測設(shè)備，加上配套設(shè)備及后續(xù)維護(hù)工作，將涉及數(shù)十億乃至上百億的資金投入。
　　
　　此外，由于PM2.5的重要性和敏感性，可以想象在科學(xué)界也將掀起一次PM2.5研究熱，因此相關(guān)科研儀器設(shè)備也將熱銷。可以說，PM2.5所帶動(dòng)的將不僅是一個(gè)學(xué)科，還涉及到多個(gè)行業(yè)、多個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　
　　根據(jù)相關(guān)預(yù)測分析，“十二五”期間各城市在PM2.5監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域的投資規(guī)模將至少達(dá)到20億元。同時(shí)，這也將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)污染源監(jiān)測工作的改進(jìn)，帶動(dòng)整個(gè)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的發(fā)展。
　　
　　對此，中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣所高健博士在接受記者采訪時(shí)表示，在國內(nèi)范圍內(nèi)進(jìn)行PM2.5監(jiān)測所帶動(dòng)的市場是巨大的，包括監(jiān)測基本設(shè)備及相關(guān)配套設(shè)施的配置、監(jiān)測設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用、監(jiān)測站房建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)稱重實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、人員培訓(xùn)等。其中，監(jiān)測設(shè)備、站房以及實(shí)驗(yàn)室基本為一次性投入，相關(guān)配件、維護(hù)費(fèi)用、人員及設(shè)備升級需要持續(xù)投入。
　　
　　一方面，國家和地方的投入做大了PM2.5監(jiān)測這塊蛋糕。另一方面，由于PM2.5監(jiān)測設(shè)備更換頻率較高，儀器設(shè)備更新都會(huì)為企業(yè)帶來收入，這是一個(gè)長期的過程。據(jù)介紹，監(jiān)測設(shè)備要兩三年更換一次，國內(nèi)有1000多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)配備3臺(tái)儀器，這一市場份額也是很龐大的。