《降塵自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》編制說明

《降塵自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》

編制說明

（征求意見稿）

編制組

二〇二三年十月

1背景情況和起草過程

1.1背景情況

我國環(huán)境監(jiān)測與西方發(fā)達國家相比，起步較晚，技術(shù)水平上存在一定差距。改革開放以

來，特別是進入21世紀以后，中國經(jīng)濟平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展，隨著生活水平的提升，人們對生活

質(zhì)量的要求越來越高。但是在工業(yè)化進程加快、經(jīng)濟增長的同時，各種環(huán)境污染問題層出不

窮，經(jīng)常出現(xiàn)突發(fā)環(huán)境問題。環(huán)境監(jiān)測工作也得到了政府相關(guān)部門的大力支持，進入了迅速

發(fā)展時期。

黨的十九大提出將污染防治攻堅戰(zhàn)作為決勝全面建成小康社會的三大攻堅戰(zhàn)之一，要求

堅持全民共治、源頭防治、堅持實施大氣污染防治行動，實施重點區(qū)域降塵考核，打贏藍天

保衛(wèi)戰(zhàn)。習(xí)近平總書記強調(diào)，打好污染防治攻堅戰(zhàn)是關(guān)系近14億中國人民切身利益的大事，

也是建設(shè)美麗中國的必然選擇。

上海從20世紀70年代起開展降塵監(jiān)測，目前仍以手工法進行監(jiān)測，通過對手工法在降

塵監(jiān)測的應(yīng)用中分析，會發(fā)現(xiàn)手工法降塵監(jiān)測依然存在諸多問題，例如效率低下、時間分辨

率低、工作量大、受人為影響及環(huán)境限制較重等等，很容易形成監(jiān)測結(jié)果準確率低的現(xiàn)象。

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市污染的情況也越來越嚴重，其中對城市造成污染的主要污染物就

是顆粒物。隨著全國沙塵頻率和危害程度的增加，大氣降塵的研究日益加劇，市面上大氣降

塵量的監(jiān)測普遍需要監(jiān)測人員來回奔波進行取樣，并將集塵缸帶回專門建立的實驗室進行監(jiān)

測，并對整個實驗室進行恒溫恒濕，因此現(xiàn)有降塵量的測量能耗高，成本大；而且相同的樣

品，不同的人操作，會得出不同的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致測量誤差大。再者，如果集塵缸采集點和實驗

室不在同一個地點，還需要考慮樣品的運輸和存儲，使用極不方便。面對日益嚴峻的環(huán)境問

題以及突發(fā)狀況，傳統(tǒng)的手工法監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足管控環(huán)境質(zhì)量的要求，因此為保證降

塵監(jiān)測的數(shù)據(jù)準確，為人類社會生活質(zhì)量起到良好的監(jiān)控作用，應(yīng)當對當前降塵監(jiān)測的缺陷

進行優(yōu)化。

在環(huán)境監(jiān)測中，硬件設(shè)施和技術(shù)手段對于監(jiān)測的范圍和數(shù)據(jù)的質(zhì)量有很大的影響。盡管

近幾年我國的科技水平不斷提升，但是降塵監(jiān)測在我國乃至全世界仍然使用傳統(tǒng)的手工方

法，不能很好的滿足環(huán)境監(jiān)測工作的需求。與此同時，環(huán)境監(jiān)測任務(wù)日益繁重，監(jiān)測的范圍、

項目和頻次不斷擴大和增加，現(xiàn)有的技術(shù)手段和硬件設(shè)施無法達到這種高標準、嚴要求的需

求。

1.2必要性說明

降塵監(jiān)測屬于對大氣環(huán)境保護的技術(shù)，確保降塵監(jiān)測的科學(xué)性，可以對大氣環(huán)境保護的

質(zhì)量有顯著的幫助。對于人類生活環(huán)境而言，大氣環(huán)境將直接決定人類生活的空氣質(zhì)量，而

當前人類社會對大氣的污染較為嚴重．主要對大氣形成污染的原因有工地揚塵、道路揚塵、

堆場揚塵、人類對空氣質(zhì)量保護意識較差等，開展降塵量監(jiān)測對城市精細化管理的意義非常

重要。開展城市降塵監(jiān)測，是科學(xué)、準確反映城市降塵量的重要基礎(chǔ)，是精準、精細開展揚

塵污染防治工作的重要支撐。

“降塵自動監(jiān)測儀”采用局部小環(huán)境的方式、直接在采集點現(xiàn)場實現(xiàn)降塵量的監(jiān)測，通

過重量法進行精準測量，達到自動在線監(jiān)測的目的。在完成國控點的降塵監(jiān)測的同時可推動

所有污染源的降塵監(jiān)測，應(yīng)用范圍非常廣泛。

1.3起草過程

2014年上海市生態(tài)環(huán)境局率先提出了城市降塵量自動化監(jiān)測概念，取代傳統(tǒng)手工監(jiān)測

方法?；趯κ止げ蓸訙y試方法標準的理解，研發(fā)團隊經(jīng)過3年的設(shè)計研發(fā)形成了降塵量自

動監(jiān)測解決方案：采用重量法對降塵量進行連續(xù)自動監(jiān)測；運用物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)模式提升城市

降塵監(jiān)測管理；完成降塵量自動監(jiān)測儀研制。

經(jīng)上海市環(huán)保局牽頭，2018年1月開始在上海監(jiān)測中心、浦東監(jiān)測站、嘉定監(jiān)測站等

監(jiān)測點位開展降塵自動監(jiān)測方法與手工監(jiān)測方法同步監(jiān)測比對。

2018年9月，國家監(jiān)測總站、環(huán)保部大氣司、上海環(huán)科院、中國環(huán)境協(xié)會等專家在上

海環(huán)境監(jiān)測中心對該項目進行了評審，專家一致認為降塵自動監(jiān)測替代手工監(jiān)測方法可行，

并提出了9點改進意見。

2018年12月底上海環(huán)境監(jiān)測中心申請了上海16個監(jiān)測點位的試點應(yīng)用。

2019年6月中旬上海環(huán)境監(jiān)測中心召集試點半年度小結(jié)會議，會議要求對上海部分污

染源進行降塵監(jiān)測的測試工作（區(qū)域降塵、污染點降塵的測試）；

2019年10月上海市環(huán)境降塵量的試點儀器安裝完成，國家監(jiān)測總站(奧林匹克體育中

心國控點）安裝完成！

2020年1月完成為期一年的上海市2019年2月-2020年1月上海市降塵自動監(jiān)測試點

項目。

2020年5月上旬，上海市降塵量試點項目年度總結(jié)報告制作完成！根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析，

降塵自動監(jiān)測儀可以替代手工法來進行城市降塵量的監(jiān)測，建議開展降塵自動監(jiān)測業(yè)務(wù)化應(yīng)

用。

2020年7月降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)與實驗室標準粉塵降塵對比實驗完成，結(jié)論表明降塵自

動監(jiān)測系統(tǒng)的準確性較好，相關(guān)系數(shù)R2=0.9958。

2020年11月，國家監(jiān)測總站、中國環(huán)境協(xié)會等專家在上海環(huán)境監(jiān)測中心對上海16個

監(jiān)測點位的擴大試點項目進行了評審并通過了驗收。

2國內(nèi)外降塵自動監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1降塵監(jiān)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

大氣降塵監(jiān)測是開展較早的大氣污染物例行監(jiān)測項目，是反映大氣塵粒污染的主要指標

之一。通過對大氣降塵的監(jiān)測研究，可以明確降塵的強度、性質(zhì)、組成、沉降速率等表象，

進而推斷其源地、運移路徑及方式。目前國內(nèi)大氣污染物研究的熱點主要集中于懸浮顆粒物

的研究。國內(nèi)京津冀多地出現(xiàn)沙塵暴天氣，降塵是浮塵、揚沙、沙塵暴等天氣現(xiàn)象的反映，

因此降塵監(jiān)測再次引發(fā)關(guān)注[3]。

大氣降塵監(jiān)測方法有濕法和干法兩種。我國現(xiàn)行標準為《環(huán)境空氣降塵的測定重量法》

（HJ1221）[1]，采用的是濕法降塵采集方式。原理為用乙二醇水溶液做收集液進行濕法采

樣，收集一定時間（通常為一個月），用重量法測定環(huán)境空氣中的降塵，并測定乙二醇的空

白值在計算中扣除，按測量面積換算成單位面積單位時間降塵量。該方法適用于測定環(huán)境空

氣中可沉降的顆粒物，方法的檢測限為0.2t/km2?30d。在我國通常情況下，由于濕法采集的

效率較高，且避免了二次起塵，故在大部分地區(qū)采用濕法收集，但在我國北方干旱半干旱地

區(qū)的風(fēng)沙降塵研究中，因蒸發(fā)量大，多采用空容器直接搜集法獲得大氣降塵量。

國外主要國家及組織的系列標準中，巴西、越南、ISO草案均規(guī)定采用濕法收集樣品。

美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）頒布的《Standardtestmethodforcollectionand

measurementofdustfall》（D1739-98）[5]降塵監(jiān)測的標準方法，該標準最近一次修訂于

2017年，采用的是干法降塵采集方式。干法降塵采集即將空的集塵缸置于點位進行樣品采

集，但是干法采集具有一個明顯的缺點就是容器內(nèi)的“二次起塵”[6]。

巴西及ISO相關(guān)標準方法中都明確要求降塵收集裝置要配備防鳥保護。ASTM標準[5]中

要求安裝防風(fēng)罩以便獲得更好的采樣精度。越南標準[3]要求分別采集總降塵和干降塵。目

前，我國降塵監(jiān)測中不對干、濕降塵加以區(qū)分。

有些地區(qū)如阿根廷、加拿大、芬蘭、西班牙、美國制定了區(qū)域的降塵量標準，規(guī)定了月

平均或年平均降塵量標準[7]。由于我國地域遼闊，自然和人文條件差異顯著，降塵量的區(qū)

域性變化較大，因此沒有統(tǒng)一的國家標準[8]。國家環(huán)境保護局（91）環(huán)監(jiān)字第089號文件

《環(huán)境質(zhì)量報告書編寫技術(shù)規(guī)定》中建議降塵量的評價標準是，秦嶺淮河以北城市在當?shù)厍?/p>

潔點實測值的基礎(chǔ)上增加7t/km2?M，以南城市則增加3t/km2?M[9]。京津冀及周邊地區(qū)、長

三角和汾渭平原三個大氣污染防治重點區(qū)域?qū)祲m量制定了相關(guān)規(guī)定?！毒┙蚣郊爸苓叺貐^(qū)

2018-2019年秋冬季大氣污染防治綜合治理攻堅方案》中規(guī)定京津冀及周邊地區(qū)降塵量不得

高于9t/km2?30d?！堕L江三角洲2018-2019年秋冬季大氣污染防治綜合治理攻堅方案》中規(guī)

定蘇北（徐州、連云港、淮安、鹽城、宿遷）、皖北（淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜陽、淮

南）城市降塵量不得高于7t/km2?30d，其他城市不得高于5t/km2?30d。

2.2稱重傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

基于重量法的降塵監(jiān)測，要實現(xiàn)自動化，核心部件是電子天平。稱重傳感器是一種將質(zhì)

量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置，它是專門在衡器上使用的壓力傳感器，能將衡器

上被測物體的重量按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換成電信號輸出。稱重傳感器早在20世紀30年代

便開始逐漸發(fā)展，根據(jù)工作原理的不同主要分為應(yīng)變式稱重傳感器和數(shù)字式智能稱重傳感

器，后者比前者晚出現(xiàn)半個世紀[10]。

1936-1938年，美國加利福尼亞理工學(xué)院教授E.Simmons（西蒙斯）和麻省理工學(xué)院教

A.Ruge（魯奇）分別同時研制出紙基絲繞式電阻應(yīng)變計，命名為SR-4(發(fā)明人分別魯奇、西

蒙斯，以兩人的名字命名)，這是研制應(yīng)變式稱重傳感器的先驅(qū)。1940年，美國BLH公司在

SR-4電阻應(yīng)變計的基礎(chǔ)上研發(fā)出了應(yīng)變式負荷傳感器，成為應(yīng)變式傳感器的創(chuàng)始者。這種

傳感器在1942年大量成產(chǎn)出售，實現(xiàn)了稱重傳感器的產(chǎn)業(yè)化[11]。上世紀七十年代美國人

霍格斯特姆改用切應(yīng)力設(shè)計負荷傳感器，因為切應(yīng)力與彎矩?zé)o關(guān)，他為稱重傳感器的結(jié)構(gòu)發(fā)

展做出了重大貢獻[12]。70年代中期，需要小量程的符合傳感器（幾公斤到幾十公斤），這

是傳統(tǒng)的正應(yīng)力負荷傳感器和切應(yīng)力負荷傳感器都不能滿足的[13]，由此美國學(xué)者查特斯開

發(fā)出了基于不變彎矩原理的合金平行梁負荷傳感器，成為稱重傳感器的又一發(fā)展道路。進入

80年代后，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，美國TOLEDO（現(xiàn)METTLERTOLEDO）公

司提出了“數(shù)字式”概念并將其用于稱重傳感器[14]，最終研制出了搖柱形數(shù)字式智能稱重

傳感器，開創(chuàng)了數(shù)字式稱重傳感器的時代。國際計量大會衡器委員會制定了R60國際建議，

確立了稱重傳感器的檢測理論依據(jù)[9]。

隨著數(shù)字技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，美、德等國的衡器公司，先后研制出數(shù)字型智能

稱重傳感器。所謂智能傳感器，就是指能把具有一種或多種敏感功能，能夠完成信號檢測和

處理、邏輯判斷、雙向通訊、自檢、自校、自補償、自診斷和計算等全部或部分功能的器件。

我國早在上世紀50年代就開始了稱重傳感器的研發(fā)和應(yīng)用，那時主要是應(yīng)變式稱重傳

感器，但這些研發(fā)主要集中在國有的大型研究機構(gòu)中，一般作為軍用和國防用途。隨著社會

的不斷進步和科技的發(fā)展，我國各行業(yè)對各種類型的衡器的需求量急劇增加，我國各種稱重

傳感器的品種、類型、形狀、數(shù)量和質(zhì)量都獲得了長足的進步[14]。工業(yè)與商業(yè)電子秤用稱

重傳感器技術(shù)與制造的工藝。美、德等工業(yè)發(fā)達國家的著名制造公司處于國際市場領(lǐng)導(dǎo)者的

領(lǐng)先地位。我國具一定規(guī)模的制造公司處于市場挑戰(zhàn)者或市場追隨者的位置。

根據(jù)近幾年來電子衡器和自動稱量技術(shù)對稱重傳感器的新要求，國內(nèi)外專家們認為，小

型化、集成化、多功能化、及智能化將是稱重傳感器的重要特點和今后的發(fā)展趨勢[15]。

3制定基本原則和內(nèi)容框架

3.1基本原則

（1)以科學(xué)性、先進性和可操作性為原則，將降塵自動監(jiān)測儀器性能、運行與質(zhì)控管理技術(shù)

化和規(guī)范化，同時參考相關(guān)標準規(guī)范以及相關(guān)監(jiān)測管理規(guī)定，編制本規(guī)范以滿足國家降塵自

動監(jiān)測工作需要。

（2）與實際操作緊密結(jié)合，方便查詢使用。本規(guī)范在研究降塵自動監(jiān)測實際工作中面臨問

題的基礎(chǔ)上，結(jié)合降塵自動監(jiān)測的工作需求，根據(jù)實際業(yè)務(wù)中的通常要求，擬定規(guī)范文本

的內(nèi)容和順序，方便實際工作中的查詢和使用。

（3）標準執(zhí)行后有利于降塵自動監(jiān)測的規(guī)范和監(jiān)測質(zhì)量的提升，有利于生態(tài)環(huán)境管理部門

制定更精準化的降塵管理決策，推進全國環(huán)境空氣質(zhì)量改善。

3.2內(nèi)容框架

全面調(diào)研、了解目前降塵自動監(jiān)測技術(shù)、質(zhì)控質(zhì)保、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)審核及應(yīng)用

等發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，調(diào)研國內(nèi)外降塵自動監(jiān)測方面的技術(shù)規(guī)范，廣泛了解國內(nèi)降塵自

動監(jiān)測實際運維和質(zhì)控過程中積累的經(jīng)驗和存在的問題。

4主要內(nèi)容說明

4.1適用范圍

本技術(shù)規(guī)范規(guī)定了降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)組成與技術(shù)指標、監(jiān)測點位、設(shè)備安全與設(shè)

備安裝；數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲與處理；信息平臺；系統(tǒng)驗收及系統(tǒng)運行維護。

本技術(shù)規(guī)范適用于環(huán)境空氣中降塵、區(qū)域降塵、道路降塵、城市沙塵量等的監(jiān)測。

冶金企業(yè)、木材加工企業(yè)、火電廠、礦山、市政工程、公路工程、水運工程、混凝土攪

拌站、干散貨碼頭堆場等開放式污染源的降塵監(jiān)測相關(guān)技術(shù)要求可參照執(zhí)行。

4.2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

HJ1221環(huán)境空氣降塵的測定重量法

DB31/T1433-2023上海市揚塵在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

GB/T26497-2011電子天平

HJ/T212-2017污染物在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準

4.3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

降塵dustfall

在空氣環(huán)境條件下，靠重力自然沉降在水平面上的顆粒物，常用集塵缸收集測量。

沙塵降塵量dustfallamount

一次沙塵天氣過程靠重力自然沉降于被測水平面上的顆粒物質(zhì)量。

降塵自動監(jiān)測dustfallautomaticmonitoringinstrument

對環(huán)境空氣中可沉降顆粒物質(zhì)量進行連續(xù)自動監(jiān)測。

降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)dustfallmonitoringsystem

具備自動采集、自動內(nèi)校、自動溫濕度控制、自動稱量、氣象參數(shù)傳感器視頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自

動上傳至云端或數(shù)據(jù)平臺等功能，適用于環(huán)境區(qū)域降塵、道路降塵、沙塵量、沙塵暴的自動

監(jiān)測系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)有效采集率Effectivedatacollectionrate

在監(jiān)測時段內(nèi)實際采集的有效數(shù)據(jù)的個數(shù)與理論上應(yīng)采集數(shù)據(jù)的個數(shù)的百分比。

4.4方法原理、系統(tǒng)組成和技術(shù)指標

4.4.1方法原理

用裝有稱重傳感器的集塵缸自動采集空氣中可沉降的顆粒物，定時進行蒸發(fā)干燥、精確

稱重，根據(jù)已知的采樣面積和采樣時間自動計算出采樣時間內(nèi)單位面積的降塵量，并將數(shù)據(jù)

自動上傳至云端或數(shù)據(jù)平臺。

為了驗證降塵自動監(jiān)測儀實際應(yīng)用的可行性，2018年2月-8月開展降塵自動監(jiān)測儀與手

工法降塵監(jiān)測的比對測試及污染源點位開展降塵自動監(jiān)測儀與手工降塵監(jiān)測的比對測試，

監(jiān)測點點位測試數(shù)據(jù)詳見附件2，測試結(jié)果如下：

圖4-1-1浦東監(jiān)測點儀器法與手工法數(shù)據(jù)對比圖

圖4-1-2嘉定監(jiān)測點儀器法與手工法數(shù)據(jù)對比圖

污染源點位測試數(shù)據(jù)詳見附件3，測試結(jié)果如下

手工法降塵儀

2.50

2.23

2.00

1.97

）

1.50

1.06

1.000.80

降塵量（t/km2.d0.62

0.500.32

0.00

2018/8/32018/8/42018/8/5

污染源家溪建材手工法和降塵儀數(shù)據(jù)比對

圖4-1-3家溪建材點位儀器法與手工法數(shù)據(jù)對比圖

手工均值在線均值

0.900.82

0.80

0.70

.d)0.58

20.60

0.50

0.40

0.260.45

0.300.25

降塵量（t/km0.20

0.20

0.10

0.00

2018/8/32018/8/42018/8/5

污染源開源碼頭1號測試點折線圖

圖4-1-4開源碼頭1號機儀器法與手工法數(shù)據(jù)對比圖

手工法降塵儀

1.40

1.14

1.20

1.000.89

）

.d0.80

2

0.64

0.600.55

0.45

0.54

0.40

降塵量（t/km

0.20

0.00

2018/8/32018/8/42018/8/5

污染源開源碼頭2號測試點手工法和降塵儀比對

圖4-1-5開源碼頭2號機儀器法與手工法數(shù)據(jù)對比圖

（1）在環(huán)境測點與手工監(jiān)測方法比對測試，存在正偏差，浦東監(jiān)測站和嘉定方太的平均相

對誤差分別為18.5%和26.5%。

（2）在污染源測點誤差相對較大，可能與采樣的不均勻性有關(guān)。

（3）浦東新區(qū)測試點和嘉定區(qū)測試點，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偶爾有中斷，沒有每天上傳，通過設(shè)備日

志分析是現(xiàn)場斷電導(dǎo)致，斷電后的第一次上傳，數(shù)據(jù)較高，分析原因是設(shè)備幾天的降塵累積，

所有數(shù)據(jù)較高。同時也說明斷電對降塵數(shù)據(jù)的影響較小。

4.4.2降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)組成

由集塵缸、電子天平、樣品烘干系統(tǒng)、蒸餾水和乙二醇自動補液裝置、雨雪傳感器、內(nèi)

置攝像頭、溫濕度控制系統(tǒng)等組成，性能指標符合表1要求。

根據(jù)監(jiān)測業(yè)務(wù)需要，可配置氣象參數(shù)傳感器、視頻監(jiān)控儀等設(shè)備，性能指標符合表2、

表3要求。

（1）集塵缸

內(nèi)徑15cm±0.5cm，高30cm的圓柱形缸，缸底平整，內(nèi)壁光滑。如有磨損，應(yīng)

立即更換。內(nèi)徑尺寸引用HJ1221標準。

（2）電子天平

目前電子天平分為1mg、0.1mg、0.01mg分度值，降塵自動監(jiān)測選用0.1mg分度值。

本降塵自動監(jiān)測儀開發(fā)采用準確度等級為特種準確度等級的電子天平，依據(jù)《電子天平

檢定規(guī)程》（JJG1036-2008），進行了稱量范圍測試、偏載誤差測試、重復(fù)性誤差測試、

示值誤差測試。測試符合特種準確度等級電子天平要求，具體測定過程如下，檢定報告見附

錄A。

A.稱量范圍測試

最小秤量指小于該載荷值時稱量結(jié)果可能產(chǎn)生較大的相對誤差。最大秤量指不計添加皮

重時的最大稱量能力。最小秤量與最大秤量之間的范圍為稱量范圍。

本儀器采用的電子天平設(shè)計最小秤量為0.5mg，最大秤量為200g，電子天平實際分度值

d=0.1mg。按照《電子天平檢定規(guī)程》（JJG1036-2008）規(guī)定，檢定所采用的檢定分度值d≤e≤10d

確定檢定分度值為e=1mg。為驗證電子天平的稱量范圍，進行稱量范圍測試，測試結(jié)果為

0.5~200000mg。

B.偏載誤差測試

偏載誤差指同一載荷在不同位置的示值誤差應(yīng)符合相應(yīng)載荷的最大允許誤差要求。

為驗證電子天平的偏載誤差，測試中試驗載荷選擇1/3（最大稱量+最大加法除皮效果）

的砝碼。優(yōu)選個數(shù)較少的砝碼；使用非單個砝碼時，砝碼疊放使用。單個砝碼放置在測量區(qū)

域中心位置；使用多個砝碼時，均勻分布在測量區(qū)域內(nèi)。按秤盤的表面積，將秤盤劃分為四

個區(qū)域，圖4-2-1為不同形狀的電子天平秤盤偏載誤差檢定位置示意圖。

圖4-2-1偏載誤差檢定位置

經(jīng)過測試，電子天平偏載誤差檢定結(jié)果為0.2e，小于特種準確度等級電子天平的MPE

（最大允許誤差）±1.0e，符合要求。

C.重復(fù)性誤差測試

重復(fù)性指同一載荷多次稱量結(jié)果間的差值，不得超過相應(yīng)載荷的最大允許誤差的絕對值。

在進行重復(fù)性誤差測試時，天平的自動置零和零點跟蹤裝置處于工作狀態(tài)。試驗荷載選

擇80%~100%最大稱量的單個砝碼，測試次數(shù)不少于6次。測量中每次加載前均置零。天平

的重復(fù)性誤差計算公式如下：

重復(fù)性誤差=（3-1）

式中——為加載時天平示值誤差的最大值；

?????????????????????????????????

——加載時天平示值誤差的最小值需滿足

????????????????

????????????????

重復(fù)性需滿足|MPE|。

經(jīng)測試，電子天平重復(fù)性誤差檢定結(jié)果為0.1e，小于特種準確度等級電子天平的MPE

?????????????????????????????????≤

（最大允許誤差）±1.0e，符合要求。

D.示值誤差測試

各載荷點的示值誤差不得超過該天平在該載荷時的最大允許誤差。

進行示值誤差測試時，載荷從零載荷開始，逐漸地往上加載，直至加到天平的最大稱量，

然后逐漸地卸下載荷，直到零載荷為止。試驗載荷包括下述載荷點：空載；最小稱量；最大

允許誤差轉(zhuǎn)換點所對應(yīng)的的載荷（或接近最大允許誤差轉(zhuǎn)變點）；最大稱量。無論加載或卸

載，應(yīng)保證有足夠的測量點數(shù)，本次測試為首次檢定的天平，測量點數(shù)不少于10點。

電子天平示值誤差檢定結(jié)果見表4-2-1。

表4-2-1示值誤差檢定結(jié)果

范圍技術(shù)要求檢定結(jié)果

0~50000e±0.5e-0.2e

>50000e~Max±1.0e-0.3e

（3）樣品烘干系統(tǒng)

引用HJ1221標準，采集的降塵樣品應(yīng)進行烘干，集塵缸放在加熱系統(tǒng)上緩慢加熱至

105℃±5℃。

（4）蒸餾水和乙二醇自動補液裝置

由于降塵自動監(jiān)測采用濕法采集，自動補液裝置用于定量補充蒸餾水和乙二醇。

（5）雨雪傳感器

為滿足降水時控制倉門的需求，研發(fā)能識別雨量大小的微型雨雪傳感器，用于測量降

水量，當雨量達到2mm系統(tǒng)自動關(guān)閉采樣倉門，防止因雨量過大導(dǎo)致降塵樣品溢出。

（6）內(nèi)置攝像頭

每次稱量前應(yīng)對集塵缸進行拍照，用于觀察集塵缸內(nèi)是否有異物，清晰度＞10萬像素。

（7）溫濕度控制

為了確保每次稱量的準確性，天平應(yīng)在恒溫恒濕條件下進行稱重，溫濕度控制系統(tǒng)溫

度控制在25±5℃，濕度控制在＜50%±5%RH。

（8）時間分辨率、量程和最低檢出限

為探究儀器最小時間分辨率，2019年對10臺降塵自動監(jiān)測儀進行了5次運行測試，用于

獲取不同采樣時間儀器測量耗時，采樣時間分別設(shè)置為3h，17h，19h44min，19h42min，

19h42min，2d19h43min。測試結(jié)果顯示，降塵自動監(jiān)測儀各部分性能良好，除采樣時間外各

部分耗時一致，樣品烘干用時50min，降溫用時1h2min，溫濕度平衡用時33min，微重量震蕩

模塊預(yù)熱用時30min，即采樣后精確稱量過程至少需要2h55min。此外，遇降雨天氣時稱量過

程將延遲至雨后進行，為給儀器提供充分的測量時間，同時考慮首次測量的降塵量需滿足稱

重傳感器最小秤量0.5mg，降塵自動監(jiān)測儀運行的最小時間分辨率為1次/24h。

在降塵自動監(jiān)測儀平行性測試中，我們采用1次/24h的時間分辨率進行現(xiàn)場測試，測試

地點為上海市環(huán)境監(jiān)測中心樓頂，測試時間為2018年1月23日至2018年7月31日。3臺儀器共

獲得570個單日增重數(shù)據(jù)，其中平均單日增重5.7mg，最小單日增重1.2mg。降塵量每日增加

量在數(shù)值上較小，易被外部因素影響，同時單日的數(shù)據(jù)波動較不規(guī)則，不便于數(shù)據(jù)審核。

同時，根據(jù)《電子天平》（GB/T26497-2011）中電壓變化試驗規(guī)定，天平在正常工作環(huán)

境條件下穩(wěn)定后，在最高、額定和最低工作電壓環(huán)境下，用10e的載荷測試天平示值，其結(jié)

果應(yīng)小于特種準確度等級電子天平在≤50000e時的MPE（最大允許誤差）±0.5e。考慮到降塵

自動監(jiān)測儀的工作環(huán)境可能產(chǎn)生電壓波動，因此應(yīng)盡量保持測試數(shù)據(jù)在10mg以上，以此符

合計量測試的依據(jù)。因此將時間分辨率調(diào)至1次/48h，兩日平均增重預(yù)計達到10mg以上，測

量誤差將進一步降低。

量程：根據(jù)實際使用天平的0-200g稱量范圍，計算出降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)量程為：

0.4~135881.1t/km2﹒30d

最低檢出限：根據(jù)實際適用天平最低檢出限0.0005g計算出降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)最低檢出

限為0.4t/km2﹒30d

（9）平行性

為測試降塵自動監(jiān)測儀的平行性，在一相同試點布置三臺儀器，同時進行降塵量的測定。

按以下原則進行儀器試點選擇和布置：

（1）選擇采樣點時，考慮儀器不易損壞的地方，以及易于更換濾膜材料等。

（2）降塵自動監(jiān)測儀放置在高度距地面5~15m（采樣口距地面）的建筑物屋頂平臺上。

（3）降塵自動監(jiān)測儀放置建筑物的最高點位置或遠離最高點位置＞15m，并遠離污染源。

降塵自動監(jiān)測儀采樣口距離設(shè)備放置平臺平面1.5m，避免平臺揚塵的影響。

（4）降塵自動監(jiān)測儀應(yīng)放置穩(wěn)定且堅固，防止被風(fēng)吹倒或搖擺。

（5）各儀器的集塵缸采樣口保持在同一高度。

本次平行性測試實驗設(shè)置在上海市環(huán)境監(jiān)測中心樓頂開展。測試時間為2018年1月23

日至2018年7月31日，監(jiān)測數(shù)據(jù)時間分辨率為1次/1d。

儀器平行性測試方法：記錄每臺降塵自動監(jiān)測儀測得的降塵量C，其中i為降塵自動監(jiān)

測設(shè)備的編號（i=1~3），每組監(jiān)測設(shè)備每個監(jiān)測數(shù)據(jù)測結(jié)果的平均值為ij。按公式（4-2）

????

計算待測監(jiān)測設(shè)備測試結(jié)果的相對標準偏差，按公式（4-3）計算每一批次待測監(jiān)測設(shè)備平?????

????

行性P。????

()

∑3????2

=????=1?????????????????????（）

?24-2

???????????????????

式中——待測設(shè)備第j個監(jiān)測數(shù)據(jù)測量的的相對標準偏差，%；

????????

——第i臺網(wǎng)格化監(jiān)測儀器測量第j個監(jiān)測數(shù)據(jù)的降塵量值，g；

????????????

——待測降塵自動監(jiān)測儀第j個監(jiān)測數(shù)據(jù)降塵量平均值，g。

?????????

2

1n

Pp=×∑(j)

n=

j1（4-3）

式中P——儀器的平行性，%；

n——監(jiān)測數(shù)據(jù)組數(shù)，n=190。

在此次實驗中，3臺儀器測量了190組降塵量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)折線圖見4-2-2。三臺儀器在

測試中的最大相對標準偏差為10.48%，相對標準偏差的均方根RMS（RootMeanSquare）

為4.54%。即儀器平行性為4.54%。實驗結(jié)果詳見表3-1，附件4。

圖4-2-23臺儀器數(shù)據(jù)折線圖

12.00%

10.00%

8.00%

6.00%

4.00%

相對標準偏差

2.00%

0.00%

17

131925313743495561677379859197

103109115121127133139145151157163169175181187

數(shù)據(jù)編號

RSD平均RSD

圖4-4-33臺儀器相對標準偏差

綜上所述，降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)指標應(yīng)符合表4-2-1要求。

表4-2-1降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)指標

名稱指標技術(shù)要求

降塵自動監(jiān)測監(jiān)測方式以小時為單位定時稱重或遠程控制稱重

系統(tǒng)監(jiān)測方法重量法

監(jiān)測項目降塵量、沙塵量

時間分辨率時間分辨率可設(shè)置為24小時或48小時，應(yīng)滿足天平增重

大于10mg。

量程量程不低于0.4~135881.1t/km2﹒30d

最低檢出限應(yīng)小于或等于0.4t/km2﹒30d

平行性±10%

集塵缸尺寸內(nèi)徑15cm±0.5cm，高30cm

電子天平量程0.0005g~160g

稱重傳感器0.1mg

感度

稱重誤差±0.0001g

校準具備自動校準功能

樣品烘干系統(tǒng)烘干溫度105℃±5℃

雨雪傳感器降雨量降雨量0-10mm/h內(nèi)

溫濕度控制溫控制范圍25±5℃

濕控制范圍<50±5%RH

內(nèi)置攝像頭分辨率>10萬像素

4.4.3氣象參數(shù)傳感器

由風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、雨雪傳感器組成。通過風(fēng)向、風(fēng)速傳感器可在降塵數(shù)據(jù)溯

源分析時做輔助的定位信息。溫度、濕度傳感器可用于降塵樣品試驗時作為輔助參考信息，

減少監(jiān)測數(shù)據(jù)因環(huán)境變化造成的偏差。性能指標符合表4-3-1的要求

表4-3-1氣象參數(shù)傳感器技術(shù)指標

名稱指標量程范圍技術(shù)要求

溫度-40℃~50℃±1℃

濕度0%~100%RH±3%RH

風(fēng)速0m/s～30m/s±1m/s

風(fēng)向0°～359°±5

4.4.4視頻監(jiān)控儀

視頻監(jiān)控儀應(yīng)由攝像機和云臺或球機組成，用于對靠近儀器的活動進行視頻實時監(jiān)控。

性能指標符合表4-4-1的要求

表4-4-1視頻監(jiān)控儀技術(shù)指標

名稱指標技術(shù)要求

分辨率≥200萬像素

攝像頭

最低照度≤0.05LUX

4.4.5數(shù)據(jù)采集與控制終端

由主控系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊組成，具有采集、稱重試驗控制、溫濕度控制、

收集液補充控制、雨水保護控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲和處理的功能。并按后臺服務(wù)器指令

或定時向后臺服務(wù)器傳輸在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。

4.4.6信息平臺

信息平臺應(yīng)能對上述設(shè)備進行設(shè)置，并對各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲、顯示、統(tǒng)計分析與加

工處理。

4.4.7用戶終端

用戶終端宜包括智能移動設(shè)備、個人電腦等，用于數(shù)據(jù)的交互和顯示。

4.4.8輔助設(shè)施

輔助設(shè)施還應(yīng)包括供電電源和通訊。

4.4.9監(jiān)測設(shè)備配置

根據(jù)降塵監(jiān)測管理需求確定。降塵自動監(jiān)測系統(tǒng)為標準配置單元，降塵監(jiān)控可選配輔

助監(jiān)控攝像系統(tǒng)、風(fēng)速風(fēng)向及溫濕度等氣象監(jiān)測設(shè)備；用于道路降塵監(jiān)測宜選配風(fēng)速風(fēng)向、

溫濕度等氣象監(jiān)測設(shè)備；用于城市沙塵量監(jiān)測宜選配風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度等氣象監(jiān)測設(shè)備。

4.5監(jiān)測點位、設(shè)備安裝與安全

4.5.1降塵監(jiān)測點位布置

（1）選擇采樣點時，應(yīng)優(yōu)先考慮集塵缸不易損壞的地方，還要考慮操作者易于更換集塵缸，

采樣點一般設(shè)在建筑物的屋頂，采樣點周圍應(yīng)設(shè)置明顯標識，防止誤入。

（2）集塵缸放置高度應(yīng)距離地面8m～15m，即普通住宅3層～5層。在同一地區(qū)，各采

樣點集塵缸的放置高度應(yīng)盡可能保持一致。在保證監(jiān)測點具有空間代表性的前提下，若所

選監(jiān)測點位周圍半徑300m～500m范圍內(nèi)建筑物平均高度在25m以上，無法滿足高度

設(shè)置要求時，集塵缸放置高度可在20m～30m范圍內(nèi)選取。如放置在屋頂上，集塵缸口離

建筑物墻壁、屋頂?shù)戎挝锉砻娴木嚯x應(yīng)大于1m，避免支撐物上揚塵的影響。

4.5.2沙塵監(jiān)測點位布置

參照HJ1221《環(huán)境空氣降塵的測定重量法》。

4.5.3設(shè)備安裝與安全要求

根據(jù)《上海市揚塵在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，設(shè)備安裝與安全應(yīng)滿足要求如下：

（1）施工現(xiàn)場應(yīng)提供在線監(jiān)測安裝所需要的條件。

（2）施工現(xiàn)場應(yīng)提供220V50Hz交流電源，同時應(yīng)保證電力供應(yīng)，以免因斷電導(dǎo)致數(shù)據(jù)中

斷，增加漏電保護裝置內(nèi)容。

（3）施工現(xiàn)場宜架設(shè)寬帶線或者移動網(wǎng)絡(luò)信號較好。

4.6結(jié)果的表示

4.6.1本底值測量

初次放置或更換集塵缸，須進行本底值稱重試驗。關(guān)閉艙門，進行集塵缸干燥，干燥

溫度設(shè)置為105±2℃，當集塵缸溫度到達105℃時停止干燥。干燥結(jié)束后；啟動溫濕度平

衡系統(tǒng)，使艙內(nèi)溫度控制在25±0.5℃，相對濕度在50%<5%RH，持續(xù)50分鐘后關(guān)溫濕度

平衡系統(tǒng)并開始自校準，稱重，直至恒重（連續(xù)測定兩次本底值，兩次差值即為空白值，

空白值應(yīng)小于0.0100g，否則重新測定直至空白值符合要求，取第一次），此值為本底值

W0。

4.6.2降塵量累計值的測定

設(shè)備在定時稱量任務(wù)的稱量試驗所測的稱重值為集塵缸（下部缸體）缸體及集塵量累計

質(zhì)量的總和。按4.6.1條方法稱重，稱量至恒重（2次重量之差＜0.4mg，取第一次），此值

為Wt。Wt減去本底值W0為累計降塵量值Wa。

4.6.3無效數(shù)據(jù)

（1）當設(shè)備采樣稱重時，集塵缸內(nèi)有異物，此次數(shù)據(jù)判定為無效數(shù)據(jù)。

（2）降塵自動監(jiān)測儀校準期間的所有數(shù)據(jù)作為無效數(shù)據(jù)。

（3）當降塵量監(jiān)測數(shù)據(jù)低于方法檢出限0.0005g時，作為無效數(shù)據(jù)。

（4）本底值測量數(shù)據(jù)作為無效數(shù)據(jù)。

（5）所有無效數(shù)據(jù)均不參與統(tǒng)計，但應(yīng)在原始數(shù)據(jù)庫中予以保留。

4.6.4無效采樣時間

（1）因降雨、降雪量達到設(shè)定值及溫濕度控制期間而關(guān)閉集塵缸的采樣時間。

（2）所有無效數(shù)據(jù)的采樣時間為無效采樣時間，月底計算降塵量時應(yīng)扣除。

4.6.5降塵量的結(jié)果表示

降塵量為單位面積上單位時間內(nèi)從大氣中沉降的顆粒物質(zhì)量，其計量單位為每月每平方

公里面積上沉降的顆粒物的噸數(shù)（即t/k㎡·30d）。

4.6.6結(jié)果計算

降塵量計算公式：

WtW0

M=×30×10

s×(ni)

?4

式中：

?

M——降塵量，t/k㎡·30d；

Wa——累計降塵量，當前稱重總質(zhì)量值Wt減去本底質(zhì)量值W0后的累計降塵量；

Wt——為集塵缸（下半部分）和累計集塵質(zhì)量的總和；

W0——初次放置或更換集塵缸稱重所測得的本底值；

S——集塵缸缸口面積，單位：c㎡；

n——采樣天數(shù)，（準確到0.1d）。

i——無效采樣時間（精確到0.1d）。

4.6.7結(jié)果表示

結(jié)果應(yīng)保留小數(shù)點后一位數(shù)字。

4.7質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

4.7.1降塵自動監(jiān)測儀

（1）電子天平投運前，應(yīng)用標準砝碼進行校準。

（2）降塵自動監(jiān)測儀投運中，每年應(yīng)按照一定的比例開展現(xiàn)場質(zhì)量抽檢與比對測試，具體

抽檢比例可根據(jù)不同運維單位上一年度的質(zhì)量情況和管理需求確定。

（3）降塵自動監(jiān)測儀應(yīng)具備自動校準功能，在每次降塵樣品稱量試驗前進行一次校準。

4.7.2空白樣

每臺設(shè)備運行前應(yīng)先在測定現(xiàn)場做1次空白測定，具體測試數(shù)據(jù)如下：

表7-2-1空白樣測試數(shù)據(jù)

空白樣測試數(shù)據(jù)

1號機測試數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值

1空盤值2023/10/2712:002023/10/2712:0339.2055

2空盤值2023/10/2512:002023/10/2512:0339.2051

3空盤值2023/10/2312:002023/10/2312:0339.2054

2號機測試數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值

1空盤值2023/10/2712:002023/10/2712:0236.7036

2空盤值2023/10/2512:002023/10/2512:0236.7049

3空盤值2023/10/2312:002023/10/2312:0236.7034

3號機測試數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值

1空盤值2023/10/2712:002023/10/2712:0242.2649

2空盤值2023/10/2512:002023/10/2512:0342.265

3空盤值2023/10/2312:002023/10/2312:0242.2652

4.7.3加標回收

實驗室內(nèi)質(zhì)控樣品制備過程：采用ISO12103標準粉塵或采集無污染或污染較少的農(nóng)田

土（應(yīng)使用黃壤等，避免使用紅壤和含有機質(zhì)高的森林土壤類），手工去除石塊、木塊，

風(fēng)干后研磨過200目篩，制得1份約為200g的樣品，備用。使用前應(yīng)在105℃±5℃下烘

干，再稱量。

每次加0.1g,使用前應(yīng)在105℃±5℃下烘干，再稱量，其回收率為90%～110%，宜

每月進行一次加標回收測定。

具體測試數(shù)據(jù)如下：

表7-3-1加標測試數(shù)據(jù)

加標測試數(shù)據(jù)

1號機測量數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值誤差（單位克）加標回收率

0.1克

2023/10/282023/10/28

1粉塵配39.30020.005294.80%

9:009:02

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

2粉塵配39.30010.005394.70%

6:006:03

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

3粉塵配39.30020.005294.80%

3:003:03

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

4粉塵配39.29960.005894.20%

1:001:03

重

0.1克

2023/10/272023/7/10

5粉塵配39.29960.005894.20%

21:0021:02

重

0.1克

2023/10/272023/10/27

6粉塵配39.29950.005994.10%

12:4018:01

重

2023/10/232023/10/23

7空盤值39.2054

12:0012:03

2號機測量數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值誤差（單位克）加標回收率

0.1克

2023/10/282023/10/28

1粉塵配36.79950.003996.10%

9:009:02

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

2粉塵配36.79930.004195.90%

6:006:02

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

3粉塵配36.79920.004295.80%

3:003:03

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

4粉塵配36.79980.003696.40%

1:001:03

重

0.1克

2023/10/272023/10/27

5粉塵配36.80.003496.60%

21:0021:02

重

0.1克

2023/10/272023/10/27

6粉塵配36.80040.003097.00%

12:3418:02

重

2023/10/232023/10/23

7空盤值36.7034

12:0012:02

3號機測量數(shù)據(jù)

測量開始測量結(jié)束重量值誤差（單位克）加標回收率

0.1克

2023/10/282023/10/28

1粉塵配42.36250.002797.30%

9:009:02

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

2粉塵配42.36260.002697.40%

6:006:02

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

3粉塵配42.36230.002997.10%

3:003:03

重

0.1克

2023/10/282023/10/28

4粉塵配42.36280.002497.60%

1:001:03

重

0.1克

2023/10/272023/10/27

5粉塵配42.36290.002397.70%

21:0021:02

重

0.1克

2023/10/272023/10/27

6粉塵配42.36270.002597.50%

12:5418:02

重

2023/10/232023/10/23

7空盤值42.2652

12:0012:02

4.7.4量值溯源

降塵自動監(jiān)測儀及電子天平應(yīng)定期進行校準。

為探究在穩(wěn)定實驗環(huán)境和標準塵粒大?。↖SO12103A2）及濃度條件下降塵自動監(jiān)測儀

數(shù)據(jù)的準確度，分析降塵自動監(jiān)測數(shù)據(jù)與培養(yǎng)皿稱重法降塵采集數(shù)據(jù)的相對誤差及相關(guān)性，

在進行現(xiàn)場儀器法與手工法長期比對測試之前，團隊進行了粉塵發(fā)射倉實驗。

根據(jù)上海市《降塵自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（草稿）》規(guī)定，本次與培養(yǎng)皿稱重法降塵采集比

對實驗要求見表7-4-1。

表7-4-1發(fā)車倉測試實驗要求

序號參數(shù)標準范圍

1樣品數(shù)量不少于20對樣品

任意一組樣品相對誤差絕對值≤25%，

3平均相對誤差

平均相對誤差≤20%

4相關(guān)系數(shù)不少于20對樣品，平均相關(guān)系數(shù)≥80%

（1）實驗儀器

本次實驗所用主要設(shè)備及儀器見表7-4-2。

表7-4-2儀器設(shè)備列表

序號名稱型號生產(chǎn)商參數(shù)

采樣面積：176.71cm2；

1在線降塵監(jiān)測儀LD-JCY-3上海綠蒂測量范圍：0~30g；測量