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Palas? U-SMPS在巴黎超細(xì)顆粒物監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵應(yīng)用
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作者:靈柯精密儀器
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發(fā)布時(shí)間: 2024-12-21
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在環(huán)境科學(xué)研究不斷深入的當(dāng)下，超細(xì)顆粒物（UFP）因其對(duì)人類健康和環(huán)境的潛在影響而成為焦點(diǎn)。Airparif作為巴黎大區(qū)空氣質(zhì)量觀測(cè)站，積極開展針對(duì)巴黎地區(qū)超細(xì)顆粒物的監(jiān)測(cè)研究，Palas?公司有幸為其提供核心設(shè)備U-SMPS掃描電遷移率粒徑譜儀，共同推動(dòng)這一重要研究項(xiàng)目。
科研團(tuán)隊(duì)的專業(yè)選擇
Airparif匯聚了一批專業(yè)的科研人員，如Grégory Abbou、Véronique Ghersi等，他們?cè)诳諝赓|(zhì)量監(jiān)測(cè)和研究領(lǐng)域造詣深厚。研究團(tuán)隊(duì)選取了巴黎市中心的城市背景站（坐落于Nelson Mandela花園內(nèi)，緊鄰Forum des Halles購(gòu)物中心）作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，該站點(diǎn)能有效反映巴黎市區(qū)的平均空氣污染狀況。
Airparif超級(jí)站點(diǎn)在巴黎-Les Halles的位置示意圖，右圖展示了周邊區(qū)域的放大詳情。（圖片來(lái)源：Carto Positron，谷歌地圖）
研究時(shí)段覆蓋2019年10月15日至2022年12月31日這一完整的三年期，期間經(jīng)歷了新冠肺炎疫情的重大社會(huì)變革。研究?jī)?nèi)容包括記錄超細(xì)顆粒物濃度、剖析其時(shí)間變化特征（涵蓋日、周、月、年變化規(guī)律）、通過(guò)顆粒物與氣態(tài)污染物相關(guān)性研究及顆粒數(shù)粒徑分布分析探究其來(lái)源，并將所測(cè)濃度與全球多個(gè)城市的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
Palas? U-SMPS的關(guān)鍵作用：
保障精準(zhǔn)測(cè)量
在本次研究項(xiàng)目中，Palas? U–SMPS起到了重要作用。在研究巴黎不同時(shí)段超細(xì)顆粒物濃度變化時(shí)，U-SMPS系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同粒徑顆粒物的濃度變化，為分析其來(lái)源和形成過(guò)程提供了可靠依據(jù)。
精確測(cè)量亞微米顆粒數(shù)量水平信息及特定排放源與形成過(guò)程特征記錄是研究的關(guān)鍵所在，這需要儀器具備高精度和寬量程的測(cè)量能力，以區(qū)分不同粒徑的顆粒物，尤其是超細(xì)顆粒物粒徑范圍（8 – 100 nm）及更廣泛的粒徑區(qū)間（8 – 400 nm）。Palas?提供的U-SMPS系統(tǒng)配備雙極 X 射線中和器、靜電分類器和冷凝核計(jì)數(shù)器，其尺寸范圍覆蓋8至400 nm的108個(gè)粒徑類別，可精確監(jiān)測(cè)亞微米顆粒數(shù)粒徑分布，為超細(xì)顆粒物測(cè)量提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。CNC每年校準(zhǔn)，X 射線源每8000小時(shí)更換，確保儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
在2020年至2022年期間，Paris-Les Halles超級(jí)站點(diǎn)針對(duì)8-400 nm電遷移率尺寸范圍內(nèi)的顆粒物進(jìn)行了平均粒徑分布的測(cè)定。
Palas? U-SMPS的關(guān)鍵作用：
數(shù)據(jù)穩(wěn)定性助力長(zhǎng)期研究
長(zhǎng)達(dá)三年的研究周期要求儀器持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，以獲取完整連續(xù)的數(shù)據(jù)，任何數(shù)據(jù)缺失或儀器故障都可能影響研究結(jié)果的可靠性，尤其是在巴黎復(fù)雜的城市環(huán)境下，儀器面臨多種干擾因素。
2019年10月至2022年12月期間的日均超細(xì)顆粒物計(jì)數(shù)濃度變化（如灰色部分所示）圖中的黑色曲線描繪了數(shù)據(jù)的平滑趨勢(shì)，而陰影部分則展示了擬合的95%置信區(qū)間。橙色區(qū)域標(biāo)明了法國(guó)因新冠肺炎疫情而實(shí)施的封鎖期間（第一階段：2020年3月17日至5月11日；第二階段：2020年10月30日至11月15日；第三階段：2021年4月3日至5月3日）。
U-SMPS系統(tǒng)在整個(gè)研究期間表現(xiàn)出出色的穩(wěn)定性，其數(shù)據(jù)以5分鐘為時(shí)間間隔進(jìn)行記錄，并儲(chǔ)存在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，超過(guò)90%的數(shù)據(jù)得以有效獲取，為研究提供了充足且連續(xù)的數(shù)據(jù)支持。即便在巴黎復(fù)雜多變的環(huán)境中，如高人口密度、多樣人為活動(dòng)和氣象條件變化等情況下，仍能穩(wěn)定工作。在疫情期間社會(huì)活動(dòng)和環(huán)境狀況大幅變動(dòng)時(shí)，U-SMPS系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，為研究疫情對(duì)超細(xì)顆粒物濃度的影響提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，確保了研究的順利推進(jìn)。
以上是2020年、2021年和2022年P(guān)aris-Les Halles超級(jí)站點(diǎn)的日均（a）、周均（b）和月均（c）超細(xì)顆粒物計(jì)數(shù)濃度數(shù)據(jù)。圖中的陰影部分代表平均值的95%置信區(qū)間。為了增強(qiáng)可讀性，各圖在濃度展示上并未統(tǒng)一比例尺。
Palas? U-SMPS的關(guān)鍵作用：
多污染物協(xié)同分析明確排放源
研究者們認(rèn)為確定超細(xì)顆粒物排放源是研究重點(diǎn)與難點(diǎn)，需精確測(cè)量多種污染物濃度，并通過(guò)顆粒物與其他污染物（如黑碳、二氧化氮等）相關(guān)性分析來(lái)推斷排放源。
本圖展示了研究期間巴黎的風(fēng)速、風(fēng)向（通過(guò)彩色比例尺表示）、邊界層高度以及歸一化通風(fēng)系數(shù)（VCnorm，其中陰影區(qū)域代表歸一化通風(fēng)系數(shù)大于1的時(shí)期）的月度時(shí)間序列。
通過(guò)對(duì)比 U-SMPS測(cè)量的超細(xì)顆粒物計(jì)數(shù)濃度與黑碳儀測(cè)量的黑碳濃度，發(fā)現(xiàn)兩者在特定時(shí)段的濃度變化關(guān)聯(lián)，從而推斷出道路交通排放對(duì)巴黎超細(xì)顆粒物的重要影響，為明確主要排放源提供了有力證據(jù)。U-SMPS系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確顆粒數(shù)濃度數(shù)據(jù)，與黑碳儀、四極氣溶膠質(zhì)譜儀等協(xié)同工作，能夠助力研究團(tuán)隊(duì)深入分析超細(xì)顆粒物與多種污染物的相關(guān)性。
研究還計(jì)算了超細(xì)顆粒物計(jì)數(shù)濃度與多種顆粒物的皮爾遜相關(guān)系數(shù)（r）及對(duì)應(yīng)的p值（p<0.05），這些顆粒物包括黑碳、化石燃料燃燒產(chǎn)生的黑碳（BCff）、木材燃燒產(chǎn)生的黑碳（BCwb）、有機(jī)質(zhì)、硫酸根、硝酸基、銨根陽(yáng)離子、氯化物、PM2.5和PM10。
Palas?公司的儀器在巴黎超細(xì)顆粒物監(jiān)測(cè)研究中發(fā)揮了不可替代的關(guān)鍵作用。其高精度、高穩(wěn)定性的測(cè)量能力，為Airparif研究團(tuán)隊(duì)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支持，助力深入了解巴黎超細(xì)顆粒物的特性和來(lái)源，為改善城市空氣質(zhì)量、制定科學(xué)合理的環(huán)保政策以及保護(hù)公眾健康提供了重要依據(jù)。未來(lái)，Palas?將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，為環(huán)境科學(xué)研究提供更先進(jìn)的儀器設(shè)備和技術(shù)支持。
Palas? U-SMPS系列
通用掃描電遷移率粒徑譜儀
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
- 粒徑分布范圍為 8 nm至 1,200 nm
- 連續(xù)和快速掃描測(cè)量原理
- 高分辨率，多達(dá)256通道（128通道/十倍粒徑）
- 適用于高達(dá)108 顆粒/cm3的濃度
- 可連接其他制造商的DMA和納米粒子計(jì)數(shù)器
- 圖形顯示測(cè)量值
- 直觀操作，使用7英寸觸摸屏和GUI
- 集成數(shù)據(jù)記錄儀
- 支持多種接口和遠(yuǎn)程訪問(wèn)
- 低維護(hù)，減少您的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用
- 功能可靠
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