氣膠小學堂

手工膜重量法(FGM):不可撼動的法規黃金標準

作為 PM2.5 與 PM10 的國家級參比方法
( Reference Method )

FGM 具備三大核心價值:

物理量直接測量

透過天平直接測量品質 ( kg ),不依賴光學或電訊號推算

法規權威性

美國 EPA40CFRPart50

歐盟 EN12341

中國 HJ618-2011

校準基準

所有自動監測儀器(β射線、光散射、TEOM ) 的最終比對依據

先天限制一 : 大氣化學成分的不可控性

揮發性流失

(Volatility Loss)

大氣中的半揮發性物質

(有機物、硝酸鹽)

在採樣與靜置過程中揮發

結果:測得質量<真實質量

Measured Mass < True Mass

吸濕性增重

(Hygroscopic Gain)

鹽類 (Mg2+,Ca2+)、SO2與高極性有機物吸附水分。即使在恒溫恒濕條件下,仍含有「結晶水」

結果:測得質量包含水份,且隨化學成分變動

Measured Mass > Ture Mass

揮發性流失與吸濕性增重,並非量測誤差,而是大氣微粒在採樣與調理條件下,所展現的 「 物理化學特性 ( physicochemical behavior )」

濾膜重量法量測的是經過相態重分配後的表觀品質,而非大氣中暫態存在的真實微粒質量

先天限制二 : 靜電效應與表觀重量偏差

鏡像力

( Mirror Force )

帶電濾膜靠近金屬秤盤時,誘導出感應電荷,產生額外的向下靜電吸引力

結果

( Result )

靜電作用力會改變天平感測的有效垂直力,導致讀值漂移並呈現表觀重量偏重

( Apparent Weight Bias ) ©

「實驗證明,未除靜電的濾膜,其秤重讀值普遍呈現系統性偏高」

先天限制三 : 時間維度的缺失事後比對 vs. 即時校準

就像「報稅」,是年度或季度的總結算

事後積分結果
( Post-analysis )

即時動態校正 , 儀器漂移發生在當下,必須即時修正質量濃度。你無法用「積分的結果」來校準「暫態的濃度」

FRM 的本質 : 程序標準 vs. 真值標準

程序標準 ( Procedure Standard )

程序定義量(Procedure – defined Quantity):FGM 的結果是「依照 SOP 操作後的數值」。只要符合程式即為標準,但該數值不一定等於大氣中暫態的真實品質。

真值標準 ( Physical True Standard )

STA

Known True Value

物理性質恒定,數值絕對已知

先天盲點:FGM 測量的是「採樣後+平衡後+靜置後」的粒子狀態,而非大氣真實狀態