环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测
时间：2026-01-15
涉川
一、方案介绍
本方案面向区域环境大气颗粒物（PM10与PM2.5）的持续监测需求，以β射线吸收法、光散射法或重量法为核心测量手段，构建连续、自动、全天候运行的大气颗粒物监测体系，实现对城市大气污染动态变化的精准捕捉、峰值识别和溯源支撑。系统可兼容气象数据采集（风速、风向、气压、温湿度），形成污染演变分析与污染扩散趋势判断。本体系适用于重点功能区、道路走廊、工业厂区周界和区域对比站应用，是城市空气质量改善和污染治理策略制定的基础数据来源。
本方案面向区域环境大气颗粒物（PM10与PM2.5）的持续监测需求，以β射线吸收法、光散射法或重量法为核心测量手段，构建连续、自动、全天候运行的大气颗粒物监测体系，实现对城市大气污染动态变化的精准捕捉、峰值识别和溯源支撑。系统可兼容气象数据采集（风速、风向、气压、温湿度），形成污染演变分析与污染扩散趋势判断。本体系适用于重点功能区、道路走廊、工业厂区周界和区域对比站应用，是城市空气质量改善和污染治理策略制定的基础数据来源。
二、监测目标
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获取PM10与PM2.5质量浓度的连续数据；
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捕捉降尘、扬尘、高值污染和区域传输过程；
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支撑空气质量达标分析、污染溯源与政策制定；
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为重点工程限工措施、错峰生产、道路降尘提供依据；
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满足国家与地方空气质量监测联网要求。
三、需求分析
随着城市产业结构调整和机动车数量增加，颗粒物已成为污染控制的核心指标之一。扬尘、交通排放与区域输送叠加效应频繁，短时污染爆发时需具备分钟级的监测能力。人工监测作为比对手段无法满足实时响应需求。因此，连续自动监测站成为政府管控、企业环境责任认定和公众信息公开的必要基础设施。
随着城市产业结构调整和机动车数量增加，颗粒物已成为污染控制的核心指标之一。扬尘、交通排放与区域输送叠加效应频繁，短时污染爆发时需具备分钟级的监测能力。人工监测作为比对手段无法满足实时响应需求。因此，连续自动监测站成为政府管控、企业环境责任认定和公众信息公开的必要基础设施。
四、监测方法
按监测精度与监管采信要求，采用以下测量技术：
• β射线吸收法（国控/省控主流方法）：通过β射线被颗粒物吸收衰减的程度换算质量浓度，高采信度；
• 光散射法（激光散射）：激光束照射悬浮颗粒，散射光强度与颗粒物质量近似相关，适用趋势监测；
• 微量重量法：自动采样与称重，精度高，多用于校验或科研；
并可配置除湿、恒温与流量控制模块，减少湿度等因素干扰。
按监测精度与监管采信要求，采用以下测量技术：
• β射线吸收法（国控/省控主流方法）：通过β射线被颗粒物吸收衰减的程度换算质量浓度，高采信度；
• 光散射法（激光散射）：激光束照射悬浮颗粒，散射光强度与颗粒物质量近似相关，适用趋势监测；
• 微量重量法：自动采样与称重，精度高，多用于校验或科研；
并可配置除湿、恒温与流量控制模块，减少湿度等因素干扰。
五、应用原理
• 空气在等速条件下被抽入检测通道；
• β射线穿过滤膜，颗粒物吸附导致射线衰减，依据衰减量计算质量浓度；
• 光学散射利用颗粒对光的米氏散射效应推算颗粒物数量，再转换为质量浓度；
• 系统自动进行流量测控、恒温除湿、校零校标，并采用算法剔除噪声和异常点；
• 数值实时上传平台，并可输出小时浓度、日均值及趋势指标。
• 空气在等速条件下被抽入检测通道；
• β射线穿过滤膜，颗粒物吸附导致射线衰减，依据衰减量计算质量浓度；
• 光学散射利用颗粒对光的米氏散射效应推算颗粒物数量，再转换为质量浓度；
• 系统自动进行流量测控、恒温除湿、校零校标，并采用算法剔除噪声和异常点；
• 数值实时上传平台，并可输出小时浓度、日均值及趋势指标。
六、功能特点
• 24小时无人值守在线运行
• 支持双量程切换，高污染时保持数据连续性
• 自动校准与自诊断，具备滤膜更换提醒
• 大流量抽取与恒流控制保证测量稳定性
• 支持国标数据格式和远程升级
• 可选配多通道加装PM1或TSP扩展监测
• 24小时无人值守在线运行
• 支持双量程切换，高污染时保持数据连续性
• 自动校准与自诊断，具备滤膜更换提醒
• 大流量抽取与恒流控制保证测量稳定性
• 支持国标数据格式和远程升级
• 可选配多通道加装PM1或TSP扩展监测
七、硬件清单
• PM10/PM2.5自动监测仪（β射线或激光散射）
• 采样头（切割器）、进气装置与防尘过滤
• 恒温除湿组件
• 流量控制模块
• 数据采集与通信终端（RTU/IPC）
• 通信模块（4G/5G/NB-IoT/光纤）
• 气象五参数传感器（风速风向温湿度气压，可选）
• UPS与机柜防护结构
• 可选：TSP监测模块、视频联动、加热防冻组件
• PM10/PM2.5自动监测仪（β射线或激光散射）
• 采样头（切割器）、进气装置与防尘过滤
• 恒温除湿组件
• 流量控制模块
• 数据采集与通信终端（RTU/IPC）
• 通信模块（4G/5G/NB-IoT/光纤）
• 气象五参数传感器（风速风向温湿度气压，可选）
• UPS与机柜防护结构
• 可选：TSP监测模块、视频联动、加热防冻组件
八、典型硬件技术参数
• 测量范围：0–1000 μg/m³
• 检出限：1 μg/m³
• 线性误差：≤±5%
• 重复性：≤±2%
• 温度范围：-20°C至+50°C
• 防护等级：IP54–IP66（视安装结构）
系统支持HJ 655、HJ 194与HJ 212联网要求。
• 测量范围：0–1000 μg/m³
• 检出限：1 μg/m³
• 线性误差：≤±5%
• 重复性：≤±2%
• 温度范围：-20°C至+50°C
• 防护等级：IP54–IP66（视安装结构）
系统支持HJ 655、HJ 194与HJ 212联网要求。
九、方案实现
实施包括点位选择（区域代表性、避开反射影响）、基础施工、设备安装、采样头校准、网络调试、平台接入与人工比对验证。运行期间执行定期巡检（滤膜更换、流量校准、除湿管路维护、固件升级）确保数据采信。可叠加周界企业巡查与移动监测协同。
实施包括点位选择（区域代表性、避开反射影响）、基础施工、设备安装、采样头校准、网络调试、平台接入与人工比对验证。运行期间执行定期巡检（滤膜更换、流量校准、除湿管路维护、固件升级）确保数据采信。可叠加周界企业巡查与移动监测协同。
十、数据分析
平台可输出：
• 实时分钟值、小时均值与日均值
• 日变化曲线和污染峰值出现时段
• 风向玫瑰叠加分析识别污染来源
• 跨点对比支持污染传输判定（本地 vs 外来输送）
• 扬尘与交通排放贡献特征研判
• 趋势分析支撑季节性监管策略
平台可输出：
• 实时分钟值、小时均值与日均值
• 日变化曲线和污染峰值出现时段
• 风向玫瑰叠加分析识别污染来源
• 跨点对比支持污染传输判定（本地 vs 外来输送）
• 扬尘与交通排放贡献特征研判
• 趋势分析支撑季节性监管策略
十一、预警决策
• PM值超阈值自动报警（与空气质量等级联动）
• 连续高值趋势触发加严排放或交通应急
• 重污染天气预警支持模型联动
• 可通知管理部门、工地企业、道路保洁提升作业
• 具备响应闭环（监测→管控→评估）
• PM值超阈值自动报警（与空气质量等级联动）
• 连续高值趋势触发加严排放或交通应急
• 重污染天气预警支持模型联动
• 可通知管理部门、工地企业、道路保洁提升作业
• 具备响应闭环（监测→管控→评估）
十二、方案优点
• 高时效、高采信度、自动化程度高
• 提供长期趋势和短时事件并重的完整数据链
• 支撑监管执法及污染治理成效评估
• 易形成多层级布局（背景站、道路站、厂界站）
• 可叠加NOx、SO2、O3建立区域空气污染完整视图
• 高时效、高采信度、自动化程度高
• 提供长期趋势和短时事件并重的完整数据链
• 支撑监管执法及污染治理成效评估
• 易形成多层级布局（背景站、道路站、厂界站）
• 可叠加NOx、SO2、O3建立区域空气污染完整视图
十三，应用领域
• 城市中心区及居民区
• 工业园区及厂界监管
• 道路、物流枢纽与交通走廊
• 施工工地扬尘治理监管
• 区域对比站与郊野背景站
• 校园与医院等敏感点
• 城市中心区及居民区
• 工业园区及厂界监管
• 道路、物流枢纽与交通走廊
• 施工工地扬尘治理监管
• 区域对比站与郊野背景站
• 校园与医院等敏感点
十四、效益分析
连续自动监测体系能显著提升空气污染识别速度，减少盲区，提高治理应急效率；数据透明化能够增强公众参与；长期累积信息可提供政策制定依据，为空气质量改善评估提供量化成果支撑。
连续自动监测体系能显著提升空气污染识别速度，减少盲区，提高治理应急效率；数据透明化能够增强公众参与；长期累积信息可提供政策制定依据，为空气质量改善评估提供量化成果支撑。
十五、国标规范
• HJ 655 PM10/PM2.5连续监测技术要求
• HJ 194 PM质量测定β射线法
• GB 3095 环境空气质量标准
• HJ 212 在线数据传输标准
• 相关地方空气污染管控政策与重污染应急预案
• HJ 655 PM10/PM2.5连续监测技术要求
• HJ 194 PM质量测定β射线法
• GB 3095 环境空气质量标准
• HJ 212 在线数据传输标准
• 相关地方空气污染管控政策与重污染应急预案
十六、参考文献
β射线监测研究、空气颗粒物演变机理、区域污染传输模型、城市扬尘治理政策、空气质量管理实践案例。
β射线监测研究、空气颗粒物演变机理、区域污染传输模型、城市扬尘治理政策、空气质量管理实践案例。
十七、案例分享
某市建设35套PM自动监测站，与移动走航车联动，实现污染源解析与工地扬尘整治；两年内PM2.5年均值下降22%，重污染天气天数减少60%，形成智慧大气治理范例。
某市建设35套PM自动监测站，与移动走航车联动，实现污染源解析与工地扬尘整治；两年内PM2.5年均值下降22%，重污染天气天数减少60%，形成智慧大气治理范例。
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