PQ指数(颗粒物质量指数,Particulate Quality Index)是评估空气中悬浮颗粒物污染程度的核心指标,尤其关注PM2.5(直径≤2.5微米)和PM10(直径≤10微米)两类高危污染物。这些可吸入颗粒物能穿透人体呼吸屏障,引发哮喘、心血管疾病甚至癌症。随着工业化与城市化加速,全球90%人口长期暴露于超标的颗粒物环境中,使得PQ指数检测成为环境监测、公共卫生管理和污染防控的关键技术。该指数通过量化单位体积空气内颗粒物的质量浓度(μg/m³),结合污染持续时间动态评估健康风险等级,为制定雾霾预警、交通管控及工业排放政策提供科学依据。
PQ指数检测涵盖以下核心项目:
1. PM2.5浓度检测:监测空气中细颗粒物含量,重点关注化石燃料燃烧、机动车尾气等来源。
2. PM10浓度检测:测量较大粒径可吸入颗粒物,主要来自扬尘、建筑活动及工业粉尘。
3. 化学成分分析:对颗粒物中的重金属(铅、砷、镉)、多环芳烃(苯并芘等)及二次污染物(硫酸盐、硝酸盐)进行定量分析。
4. 粒径分布谱:通过分级采样确定0.1-100微米范围内颗粒物的数量-质量分布特征。
主流检测技术包括三类方法论体系:
1. 重量法(国标基准法):使用恒流采样器抽取24小时空气,经石英滤膜截留颗粒物,通过百万分之一天平测量滤膜增量。需严格控制温湿度(温度20±1℃,湿度50±5%),精度达±1μg,但耗时较长。
2. β射线吸收法(自动监测):利用C14源发射β射线穿透采样带,通过射线衰减值实时换算颗粒物质量。每小时可输出数据,量程0-1000μg/m³,相对误差<±10%
3. 光散射法(便携设备):基于米氏散射原理,激光照射颗粒物产生散射光强信号,经算法模型转换为质量浓度。响应时间<1分钟,适用于移动监测站和手持设备,但需定期用重量法校准。
全球主要采用三类标准体系:
1. 中国标准(GB 3095-2012):规定PM2.5日均值限值75μg/m³,年均值35μg/m³;PM10日均值150μg/m³,配套检测方法见HJ 618-2011(重量法)和HJ 653-2013(β射线法)。
2. WHO全球指南(2021版):PM2.5年均指导值降至5μg/m³,要求采用EN 12341:2014标准重量法,采样时间偏差需控制在±1%以内。
3. 美国EPA标准(40 CFR Part 50):要求PM2.5监测网络使用FRM(Federal Reference Method)重量法,数据有效性需满足全年≥75%采样率,并执行QA/QC规程(如季度流量校准±4%精度)。
国际标准化组织ISO 10473:2000同时规范了光散射仪与基准方法的比对验证流程,要求相关系数R²≥0.95方可用于监管监测。