22年前蘇州的100個(gè)采樣點(diǎn)發(fā)生了什么？——被動(dòng)采樣器的歷史與現(xiàn)實(shí)

寫(xiě)在前面

“22年前，一項(xiàng)國(guó)際合作在蘇州悄然展開(kāi)，100個(gè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)靜靜地記錄著這座城市的空氣質(zhì)量變化。這些數(shù)據(jù)不僅幫助科學(xué)家了解污染源，還為未來(lái)的環(huán)保政策提供了重要依據(jù)。但這項(xiàng)研究的關(guān)鍵工具——‘分析家’被動(dòng)采樣器，你聽(tīng)說(shuō)過(guò)嗎？”

2000年，意大利與中國(guó)環(huán)境部（當(dāng)時(shí)稱環(huán)保總局）聯(lián)合發(fā)起了“中意環(huán)境保護(hù)合作計(jì)劃（SICP）”，該計(jì)劃旨在推進(jìn)環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)能力。其中，蘇州空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為了該項(xiàng)目的重要示范工程。

2006年，蘇州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的吳光英等人在《污染防治技術(shù)》期刊上發(fā)表了一篇論文——《“分析家”被動(dòng)采樣器在區(qū)域空氣質(zhì)量評(píng)估中的應(yīng)用》。該研究回顧了2003年蘇州100個(gè)采樣點(diǎn)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，并評(píng)估了被動(dòng)采樣器的有效性。

本文將解讀這篇論文的核心內(nèi)容，并探討其在當(dāng)今環(huán)境監(jiān)測(cè)中的價(jià)值。

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1. 研究背景：為什么需要被動(dòng)采樣器？

在空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的采樣方法主要有兩種：

然而，這些方法在大面積、長(zhǎng)周期監(jiān)測(cè)時(shí)存在顯著不足。而被動(dòng)采樣法，以其低成本、無(wú)電源需求、易于布點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，成為一種理想的替代方案。

什么是“分析家”被動(dòng)采樣器？

“分析家”（Analyst）被動(dòng)采樣器由意大利國(guó)家研究理事會(huì)大氣污染研究所（CNR）研發(fā)、Envint srl生產(chǎn)，是一種利用氣體擴(kuò)散原理采集空氣污染物的設(shè)備。

它是如何工作的？

“想象一下，一塊干燥的海綿放在潮濕的空氣中，它會(huì)慢慢吸收水分。被動(dòng)采樣器的工作原理類似，它依靠空氣中的污染物自行擴(kuò)散到吸附劑上，無(wú)需動(dòng)力，也不會(huì)干擾空氣流動(dòng)。”

技術(shù)特點(diǎn)：

• 體積小（直徑20mm，高25mm），可安裝在采樣架（支架+采樣托盤(pán)）上
• 無(wú)須電源，可在野外長(zhǎng)期部署
• 能夠監(jiān)測(cè)SO?、NOx、O?、BTX、NH?等多種污染物
• 采樣周期長(zhǎng)，通常可持續(xù)幾天到一個(gè)月
• 適用于大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測(cè)

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2. 22年前蘇州的100個(gè)采樣點(diǎn)

如何布設(shè)采樣點(diǎn)？

2003年8月至10月，研究團(tuán)隊(duì)在蘇州市區(qū)及周邊地區(qū)布設(shè)了100個(gè)采樣點(diǎn)，覆蓋400km2的面積，采用到了氨氣被動(dòng)采樣器、二氧化硫被動(dòng)采樣器、氮氧化物被動(dòng)采樣器、臭氧被動(dòng)采樣器和苯系物被動(dòng)采樣器。

• 采用GPS精準(zhǔn)定位，確保數(shù)據(jù)的可比性
• 采樣周期每次15天，共進(jìn)行3輪監(jiān)測(cè)
• 采樣器在同一天內(nèi)安裝和回收，確保數(shù)據(jù)一致性
• 采樣后，使用ICS90離子色譜儀分析污染物（SO2/NOx/O3/NH3）濃度和氣相色譜分析苯系物濃度。

監(jiān)測(cè)成果：污染物濃度等值分布圖

數(shù)據(jù)分析后，研究人員利用GIS地理信息系統(tǒng)生成了污染物濃度等值分布圖。例如，苯/NO2/NO的濃度等值分布圖清晰展示了污染物在不同區(qū)域的濃度變化，為污染溯源提供了有力支持。

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3. 這項(xiàng)研究的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)年的研究對(duì)今天仍然有價(jià)值嗎？

“雖然這項(xiàng)研究已經(jīng)過(guò)去20年，但‘分析家’被動(dòng)采樣器的原理仍然被廣泛應(yīng)用。尤其是在一些無(wú)法安裝昂貴監(jiān)測(cè)設(shè)備的偏遠(yuǎn)地區(qū)，它仍然是低成本、可靠的選擇。”

被動(dòng)采樣器的現(xiàn)代應(yīng)用

1. 空氣質(zhì)量預(yù)評(píng)估：低成本、大規(guī)模布點(diǎn)，適用于城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)
2. 污染溯源：可用于分析污染源分布，比如畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)氨氣排放、農(nóng)田氨氣排放等，為政策制定提供科學(xué)依據(jù)
3. 環(huán)境影響評(píng)估：用于工業(yè)園區(qū)、交通干道、農(nóng)村地區(qū)的空氣污染研究
4. 國(guó)際合作項(xiàng)目：被動(dòng)采樣法在歐盟、東南亞、非洲等地被廣泛采用

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4. 未來(lái)展望：環(huán)境監(jiān)測(cè)的創(chuàng)新趨勢(shì)

近年來(lái)，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，我們可以思考以下問(wèn)題：

• 被動(dòng)采樣器能否結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控更換采樣器？
• AI數(shù)據(jù)分析如何提升空氣質(zhì)量評(píng)估的精準(zhǔn)度？
• 如何通過(guò)開(kāi)放數(shù)據(jù)平臺(tái)，讓公眾參與環(huán)境監(jiān)測(cè)？

結(jié)語(yǔ)

22年前，蘇州的100個(gè)采樣點(diǎn)揭示了空氣質(zhì)量的秘密。今天，我們的城市是否也需要這樣的監(jiān)測(cè)手段？如果你是一名環(huán)境研究者或運(yùn)維公司負(fù)責(zé)人，你會(huì)如何利用這項(xiàng)技術(shù)？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的看法！你也可以聯(lián)系我們，獲取這篇文章原文及其他相關(guān)資料。

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參考文獻(xiàn)

• 吳光英, 劉峰磊, 鄒強(qiáng). (2006). 分析家被動(dòng)采樣器在區(qū)域空氣質(zhì)量評(píng)估中的應(yīng)用. 污染防治技術(shù), 19(4).