Palas® U-SMPS在巴黎超細顆粒物監測中的關鍵應用
2025活動訊息
06 - 02，2025
Palas® U-SMPS在巴黎超細顆粒物監測中的關鍵應用
探究超細顆粒物的來源、變化特徵及影響因素
在環境科學研究不斷深入的當下，超細顆粒物（UFP）因其對人類健康和環境的潛在影響而成為焦點。Airparif作為巴黎大區空氣質量觀測站，積極開展針對巴黎地區超細顆粒物的監測研究，Palas®公司有幸為其提供核心設備U-SMPS掃描電遷移率粒徑譜儀，共同推動這一重要研究項目。
科研團頓的專業選擇
Airparif匯聚了一批專業的科研人員，如Grégory Abbou、Véronique Ghersi等，他們在空氣質量監測和研究領域造詣深厚。研究團隊選取了巴黎市中心的城市背景站（坐落於Nelson Mandela花園内，緊鄰Forum des Halles購物中心）作為監測點，該站點能有效反映巴黎市區的平均空氣污染狀况。
Airparif超級站點在巴黎-Les Halles的位置示意圖，右圖展示了周邊區域的放大詳情。（圖片來源：Carto Positron，谷歌地圖）
研究時段覆蓋2019年10月15日至2022年12月31日這一完整的三年期，期間經歷了新冠肺炎疫情的重大社會變革。研究内容包括紀錄超細顆粒物濃度、剖析其時間變化特徵（涵蓋日、周、月、年變化規律）、通過顆粒物與氣態污染物相關性研究及颗粒數粒徑分布分析探究其來源，並將所測濃度與全球多個城市的數據進行對比。
Palas® U–SMPS的關鍵作用——保障精準測量
在本次研究項目中，Palas® U-SMPS起到了重要作用。在研究巴黎不同時段超細顆粒物濃度變化時，U-SMPS系统能夠準確區分不同粒徑顆粒物的濃度變化，為分析其來源和形成過程提供了可靠依據。
精確測量亞微米顆粒數量水平信息及特定排放源與形成過程特徵紀錄是研究的關鍵所在，這需要儀器具備高精度和寬量程的測量能力，以區分不同粒徑的顆粒物，尤其是超细細顆粒物粒徑範圍（8 – 100 nm）及更廣泛的粒徑區間（8 – 400 nm）。Palas®提供的U-SMPS系統配備雙極 X 射線中和器、靜電分類器和冷凝核計數器，其粒徑範圍覆蓋8至400 nm的108個粒徑類别，可精確監測亞微米顆粒數粒徑分布，為超細顆粒物測量提供精準數據。CNC每年校準，X 射線源每8000小時更換，確保儀器測量的準確性和穩定性。
在2020年至2022年期間，Paris-Les Halles超級站點針對8-400 nm電遷移率粒徑範圍内的顆粒物進行了平均粒徑分布的測定。
Palas® U-SMPS的關鍵作用——數據穩定性助力長期研究
長達三年的研究周期要求儀器持續穩定運行，以獲取完整連續的數據，任何數據缺失或儀器故障都可能影響研究結果的可靠性，尤其是在巴黎複雜的城市環境下，儀器面臨多種干擾因素。
2019年10月至2022年12月期間的日均超細顆粒物計數濃度變化（如灰色部分所示）圖中的黑色曲線描繪了數據的平滑趨勢，而陰影部分則展示了擬合的95%置信區間。橙色區域標明了法國因新冠肺炎疫情而實施的封鎖期間（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系統在整個研究期間表現出出色的穩定性，其數據以5分鐘為時間間隔進行紀錄，並儲存在PostgreSQL數據庫中，超過90%的數據得以有效獲取，為研究提供了充足且連續的數據支持。即便在巴黎複雜多變的環境中，如高人口密度、多樣人為活動和氣象條件變化等情况下，仍能穩定工作。在疫情期間社會活動和環境状况大幅變動時，U-SMPS系統持續穩定運行，為研究疫情對超細顆粒物濃度的影響提供了關鍵數據，確保了研究的順利推進。
以上是2020年、2021年和2022年Paris-Les Halles超級站點的日均（a）、周均（b）和月均（c）超細顆粒物計數濃度數據。圖中的陰影部分代表平均值的95%置信區間。為了增强可讀性，各圖在濃度展示上並未統一比例尺。
Palas® U-SMPS的關鍵作用——多污染物協同分析明確排放源
研究者們認為確定超細顆粒物排放源是研究重點與難點，需精確測量多種污染物濃度，並通過顆粒物與其他污染物（如黑碳、二氧化氮等）相關性分析來推斷排放源。
本圖展示了研究期間巴黎的風速、風向（通過彩色比例尺表示）、邊界層高度以及歸一化通風系數（VCnorm，其中陰影區域代表歸一化通風系數大於1的時期）的月度時間序列。
通過對比U-SMPS測量的超細顆粒物計數濃度與黑碳儀器量的黑碳濃度，發現兩者在特定時段的濃度變化關聯，從而推斷出道路交通排放對巴黎超細顆粒物的重要影響，為明確主要排放源提供了有力證據。U-SMPS系統提供的準確顆粒數濃度數據，與黑碳儀、四極氣膠質譜儀等協同工作，能夠助力研究團隊深入分析超細顆粒物與多種污染物的相關性。
研究還計算了超細顆粒物計數濃度與多種顆粒物的皮爾遜相關系數（r）及應對的p值（p<0.05），這些顆粒物包括黑碳、化石燃料燃燒產生的黑碳（BCff）、木材燃燒產生的黑碳（BCwb）、有機質、硫酸根、硝酸基、銨根陽離子、氯化物、PM2.5和PM10。
Palas®公司的儀器在巴黎超細顆粒物監測研究中發揮了不可替代的關鍵作用。其高精度、高穩定性的測量能力，為Airparif研究團隊提供了堅實的數據支持，助力深入了解巴黎超細顆粒物的特性和來源，為改善城市空氣質量、制定科學合理的環保政策以及保護公眾健康提供了重要依據。未來，Palas®將繼續秉持創新精神，為環境科學研究提供更先進的儀器設備和技術支持。
探究超細顆粒物的來源、變化特徵及影響因素
在環境科學研究不斷深入的當下，超細顆粒物（UFP）因其對人類健康和環境的潛在影響而成為焦點。Airparif作為巴黎大區空氣質量觀測站，積極開展針對巴黎地區超細顆粒物的監測研究，Palas®公司有幸為其提供核心設備U-SMPS掃描電遷移率粒徑譜儀，共同推動這一重要研究項目。
科研團頓的專業選擇
Airparif匯聚了一批專業的科研人員，如Grégory Abbou、Véronique Ghersi等，他們在空氣質量監測和研究領域造詣深厚。研究團隊選取了巴黎市中心的城市背景站（坐落於Nelson Mandela花園内，緊鄰Forum des Halles購物中心）作為監測點，該站點能有效反映巴黎市區的平均空氣污染狀况。
研究時段覆蓋2019年10月15日至2022年12月31日這一完整的三年期，期間經歷了新冠肺炎疫情的重大社會變革。研究内容包括紀錄超細顆粒物濃度、剖析其時間變化特徵（涵蓋日、周、月、年變化規律）、通過顆粒物與氣態污染物相關性研究及颗粒數粒徑分布分析探究其來源，並將所測濃度與全球多個城市的數據進行對比。
Palas® U–SMPS的關鍵作用——保障精準測量
在本次研究項目中，Palas® U-SMPS起到了重要作用。在研究巴黎不同時段超細顆粒物濃度變化時，U-SMPS系统能夠準確區分不同粒徑顆粒物的濃度變化，為分析其來源和形成過程提供了可靠依據。
精確測量亞微米顆粒數量水平信息及特定排放源與形成過程特徵紀錄是研究的關鍵所在，這需要儀器具備高精度和寬量程的測量能力，以區分不同粒徑的顆粒物，尤其是超细細顆粒物粒徑範圍（8 – 100 nm）及更廣泛的粒徑區間（8 – 400 nm）。Palas®提供的U-SMPS系統配備雙極 X 射線中和器、靜電分類器和冷凝核計數器，其粒徑範圍覆蓋8至400 nm的108個粒徑類别，可精確監測亞微米顆粒數粒徑分布，為超細顆粒物測量提供精準數據。CNC每年校準，X 射線源每8000小時更換，確保儀器測量的準確性和穩定性。
在2020年至2022年期間，Paris-Les Halles超級站點針對8-400 nm電遷移率粒徑範圍内的顆粒物進行了平均粒徑分布的測定。
Palas® U-SMPS的關鍵作用——數據穩定性助力長期研究
長達三年的研究周期要求儀器持續穩定運行，以獲取完整連續的數據，任何數據缺失或儀器故障都可能影響研究結果的可靠性，尤其是在巴黎複雜的城市環境下，儀器面臨多種干擾因素。
2019年10月至2022年12月期間的日均超細顆粒物計數濃度變化（如灰色部分所示）圖中的黑色曲線描繪了數據的平滑趨勢，而陰影部分則展示了擬合的95%置信區間。橙色區域標明了法國因新冠肺炎疫情而實施的封鎖期間（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系統在整個研究期間表現出出色的穩定性，其數據以5分鐘為時間間隔進行紀錄，並儲存在PostgreSQL數據庫中，超過90%的數據得以有效獲取，為研究提供了充足且連續的數據支持。即便在巴黎複雜多變的環境中，如高人口密度、多樣人為活動和氣象條件變化等情况下，仍能穩定工作。在疫情期間社會活動和環境状况大幅變動時，U-SMPS系統持續穩定運行，為研究疫情對超細顆粒物濃度的影響提供了關鍵數據，確保了研究的順利推進。
以上是2020年、2021年和2022年Paris-Les Halles超級站點的日均（a）、周均（b）和月均（c）超細顆粒物計數濃度數據。圖中的陰影部分代表平均值的95%置信區間。為了增强可讀性，各圖在濃度展示上並未統一比例尺。
Palas® U-SMPS的關鍵作用——多污染物協同分析明確排放源
研究者們認為確定超細顆粒物排放源是研究重點與難點，需精確測量多種污染物濃度，並通過顆粒物與其他污染物（如黑碳、二氧化氮等）相關性分析來推斷排放源。
本圖展示了研究期間巴黎的風速、風向（通過彩色比例尺表示）、邊界層高度以及歸一化通風系數（VCnorm，其中陰影區域代表歸一化通風系數大於1的時期）的月度時間序列。
通過對比U-SMPS測量的超細顆粒物計數濃度與黑碳儀器量的黑碳濃度，發現兩者在特定時段的濃度變化關聯，從而推斷出道路交通排放對巴黎超細顆粒物的重要影響，為明確主要排放源提供了有力證據。U-SMPS系統提供的準確顆粒數濃度數據，與黑碳儀、四極氣膠質譜儀等協同工作，能夠助力研究團隊深入分析超細顆粒物與多種污染物的相關性。
研究還計算了超細顆粒物計數濃度與多種顆粒物的皮爾遜相關系數（r）及應對的p值（p<0.05），這些顆粒物包括黑碳、化石燃料燃燒產生的黑碳（BCff）、木材燃燒產生的黑碳（BCwb）、有機質、硫酸根、硝酸基、銨根陽離子、氯化物、PM2.5和PM10。
Palas®公司的儀器在巴黎超細顆粒物監測研究中發揮了不可替代的關鍵作用。其高精度、高穩定性的測量能力，為Airparif研究團隊提供了堅實的數據支持，助力深入了解巴黎超細顆粒物的特性和來源，為改善城市空氣質量、制定科學合理的環保政策以及保護公眾健康提供了重要依據。未來，Palas®將繼續秉持創新精神，為環境科學研究提供更先進的儀器設備和技術支持。
