一种大气可吸入颗粒物检测与预警系统的研究

提出一种基于激光散射法的大气可吸入颗粒物检测与预警系统,该系统可用于PM2.5以下超细颗粒物的检测,能精确监测到PM10、PM2.5和PM1.0颗粒的具体数值.同时,由于系统中引入了可调谐激光技术,使其抗温湿度干扰能力得到有效提高.该系统具有实时预警功能,当环境中颗粒物浓度超标时,系统通过GPRS模块将报警信息发送给环境监测人员,使监测人员可以实时了解环境状况,并对突发颗粒物污染做出及时应对.     

基于物联网的大气环境PM2.5实时监测系统

大气环境中可吸入颗粒物(PM2.5)的实时监测是评价大气颗粒物的重要指标之一.基于物联网技术开发了PM2.5浓度检测系统.采用光散射法的PM2.5传感器获得大气环境中的PM2.5浓度值.传感器通过WiFi无线技术与网络路由器(WiFi热点)连接,网络路由器通过3G/4G移动网络与远程嵌入式ARM-Linux服务器连接.服务器基于C/S(客户端/服务器)模式实现了计算机与移动设备实时数据的查询.实验结果表明,该系统具有巡检时间短(20s)、自组织、多节点、灵敏度高等优点.     

校园大气环境不同高度PM_(2.5)的物理化学特征比较

大气细颗粒物(PM2.5)已经成为影响我国大气环境质量和人们身体健康的首要污染物.作为青少年集中学习和生活的校园环境的空气质量状况已经成为多方关注的热点.为研究校园环境大气细颗粒物的空间分布状况及其物理化学特征,在不同高度(5,40 m)设立采样点,同步采集大气PM2.5样品,利用高分辨扫描电子显微镜-X射线能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer,SEM-EDS)分析了不同高度和不同时间段校园大气环境中PM2.5的微观组成、化学组分,得出如下主要结论:校园环境PM2.5的微观组分主要有燃煤飞灰颗粒、矿物颗粒(原生的和新生的矿物颗粒)、烟尘集合体以及无法鉴定的颗粒物;5 m高度处采集的颗粒物的质量浓度和数浓度均高于40 m高度处,5 m高度处PM2.5的矿物颗粒相对较多,而40 m高度处PM2.5的烟尘集合体相对较多;晚上样品中颗粒物数量和种类都比白天要多.     

兰州市冬季大气颗粒物的污染特征分析

利用兰州市冬季大气颗粒物Anderson分级采样器和石英分级采样器的资料,采用改进的三次样条插值方法分离出PM2.5,研究兰州市PM2.5PM10的污染水平、PM2.5占PM10和TSP的比例,并比较兰州市PM2.5和PM10在国内的污染水平.结果表明:兰州市冬季PM2.5和PM10的污染严重,PM2.5在大气颗粒物中的质量浓度相对很高,PM2.5的污染和危害值得重视.     

我国典型区域PM2.5化学组分特征及来源解析

京津冀、长三角、珠三角三大都市圈是我国经济发展较快的地区,GDP比重占全国40%左右,经济相对发达,人口相对稠密,污染相对严重,而PM2.5一直是大气环境中的主要污染物。近年来国内学者主要是针对PM2.5质量浓度水平、时空分布、化学组分等方面进行了研究。文章对这三个地区大气颗粒物PM2.5化学特性以及来源进行比较分析,有助于提出对PM2.5的一系列控制措施。     

北京某地铁车站细颗粒物分布特性研究

为了解地铁环境细颗粒物(PM2.5)污染状况,本文对北京地铁车站PM2.5的浓度进行测试,对北京地铁车站PM2.5分布规律及其浓度的影响因素进行研究。选择复杂的换乘车站—宋家庄车站,针对地铁的公共区(站厅、站台)采用多测点连续测试的方式进行测试。分析结果表明,在室外环境PM2.5污染程度低于重度污染的情况下,地铁车站PM2.5浓度高于室外;列车的频率(活塞风)会造成车站公共区的PM2.5浓度呈现周期性变化。相关性分析表明,地铁站内外细颗粒物之间的相关性显著,颗粒物(PM2.5与PM10)之间的相关性显著。对地铁站内细颗粒物影响颗粒物浓度的相关因素进行分析,明确了客流量、车站温湿度对地铁内PM2.5浓度的影响不显著。     

细颗粒物PM2.5的危害与防治

PM2.5是当前大气环境污染研究的热点。本文详细阐述了细颗粒物PM2.5的定义、对人体健康和大气环境的影响,并分析了其主要来源,提出了相应的控制途径和措施,最后给出了其国内外评价标准与中国目前PM2.5污染现状。     

天津蓟县夏季PM_(2.5)污染特征及影响因素

为探究天津蓟县大气细颗粒物(PM2.5)污染特征及气象因素对它的影响,搜集了2013年蓟县PM2.5质量浓度变化资料,对PM2.5污染情况进行了详细分析;并针对夏季典型天气,对PM2.5质量浓度进行监测,结合同步气象数据,运用线性回归及相关性分析方法研究PM2.5质量浓度与气象因素关系.结果表明:蓟县PM2.5质量浓度呈现明显冬高夏低特征,夏季污染超标率达45%,其日变化呈明显双峰型;PM2.5质量浓度受温度、相对湿度、风速、风向、降雨影响显著,与气压无显著关系,能见度随PM2.5质量浓度增大呈现e指数衰减规律.研究结果可为当前的京津冀区域大气污染协同防控提供一定的科学参考.     

重庆市沙坪坝区环境空气PM2.5和PM10相关性分析简

以重庆市沙坪坝区国控空气自动监测点为例,研究了细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)污染现状和相关性.结果表明:颗粒物,尤其是细颗粒物(PM2.5),是影响城市环境空气质量的主要污染因子,尤其是在春、冬季节易导致污染天气.大气扩散条件不佳,颗粒物质量浓度越高,细颗粒物(PM2.5)在可吸入颗粒物(PM10)中的比重也越高.细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)具有较好的统计相关性,两者可能具有同源性,在环境空气污染中的变化规律相似,有可能遵循相同的迁移转化规律,可以进行协同治理.     

2014—2018年南通市区PM2.5浓度的变化特征及影响因素

近年来,高浓度颗粒物所带来的霾污染在南通市经常发生,但已有文献对其关注较少.文章以南通市区5个大气环境监测站点发布的小时数据为基础,运用数理统计法详细分析了2014—2018年PM2.5浓度在不同时间尺度上呈现出的特征和变化规律.结果表明:1)年尺度上,5年间南通市区PM2.5平均质量浓度总体呈下降趋势,但逐年值均超过...     

基于TDLAS的一氧化碳浓度检测的研究

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是利用气体分子的吸收光谱技术,痕量大气中污染气体的成分及浓度的新方法．介绍了TDLAS系统的组成及原理,分析了气体检测中二次谐波信号的检测原理,建立了待测浓度气体的二次谐波信号与标准浓度的二次谐波信号之间的模型,并用实验验证了该模型的准确性．     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

济南市春季大气中PM2.5、PM10颗粒物分布状态及元素分析

采用扫描电镜和能谱仪对济南市区春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物的显微形貌、粒径分布和化学元素进行连续30 d全天候研究,对大气颗粒物的粒径与数量进行统计回归分析,绘制相应粒径变化柱状图。依据检出的元素来推断大气颗粒物化学组成和来源,提出控制大气颗粒物PM2.5、PM10污染的有效对策。实验结果显示,大气颗粒物显微形态有球状、片状、棒状等不同形状且主要集中于0～1.0μm和1.0～2.5μm粒径范围,检出C、O、Cl、Si、Ca、K、Na、Mg、Al、Fe、S等多种化学元素,大多以矿物质氧化物、硫酸盐、硅铝酸盐等形式存在,主要来源于土壤尘、风沙尘、燃煤飞灰等。该方法简单、快速、科学,值得进一步推广应用。     

利用激光雷达和卫星遥感获得城市地面大气悬浮颗粒物浓度分布

使用香港元朗地区2008年MODIS卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)产品、激光雷达气溶胶消光系数垂直分布、地面相对湿度和地面气溶胶浓度观测资料等数据, 通过激光雷达数据建立地面消光系数和激光雷达AOD与气溶胶标高的关系, 利用这一关系和卫星AOD进行地面消光系数的反演估计, 并进行湿度订正; 通过建立地面气溶胶浓度和地面消光系数的关系, 进行卫星AOD产品和激光雷达气溶胶探测反演地面大气颗粒物质量浓度的研究及应用。结果表明, 卫星估计的地面消光系数与小时平均的颗粒物质量浓度观测值的相关系数为0.57~0.86 (PM2.5)和0.59~0.78 (PM10), 估计的质量浓度与小时平均的观测值对比的均方根偏差分别为11.64~25.34 g/m³ (PM2.5)和24.64~91.64 g/m³ (PM10), 表明可以通过卫星遥感进行大气悬浮颗粒物污染的监测应用。其中1 km分辨率的AOD产品, 因其更高的空间分辨率, 更适合反映具有复杂地形的城市地区大气悬浮颗粒物污染。     

采暖季室内外细颗粒物关系的关键影响因素分析

于2014 年2-3 月和11-12 月对室内外环境中细颗粒物进行采集和分析, 研究通风条件、大气污染水平以及温、湿度等因素对细颗粒物室内外关系的影响。研究表明, 通风条件和大气污染水平是影响细颗粒物室内外关系的重要因素, 对细颗粒物的 I/O、室内外相关系数、细颗粒物的渗透因子以及大气细颗粒物对室内的贡献率均有影响, 通风条件越好, I/O 越高, 室内外相关系数和室外贡献率也越大; 随着大气细颗粒物浓度的升高, 细颗粒物 I/O 比值有升高的趋势, 且其波动范围逐渐减小, 室内外细颗粒物之间的相关性逐渐增强, 室外贡献率逐渐增大, 但增速逐渐减缓。温、湿度均对细颗粒物室内外关系的影响较小。     

环境空气质量标准修订后城市空气质量变化趋势及污染特征分析 ——以济南市为例

2012年环境空气质量标准修订后,大气污染物监测指标与频次发生变化,在一定程度上影响了城市空气质量评价及污染特征判定。为进一步促进城市空气质量改善,为地方环境管理与决策提供科学支撑,通过运用统计分析、趋势检验及相关分析等方法研究了济南市执行新环境空气质量标准后,各时段城市空气质量及6项污染物浓度变化趋势,在此基础上识别了空气污染特征。结果表明：自2013年起,PM10、PM2.5浓度不断下降,SO2、CO持续达标,近3年间全市无污染天数占50%左右;从季节变化来看,冬季大气污染最为严重,夏秋两季空气环境质量较好;PM10、PM2.5与NO2长期处于超标水平,O3污染愈加严重。可见济南市环境空气质量虽日趋改善,但以PM10、PM2.5和O3污染为代表的复合型大气污染特征已经形成。     

2014年1月济南市空气污染气象条件分析

为研究大气环流背景及气象条件对山东中西部PM2.5污染的影响,利用气象及PM2.5浓度资料,选取济南市作为典型代表城市,诊断分析了大气环流背景及气象演变过程对2014年1月济南市PM2.5浓度的影响,建立济南静稳指数公式。结果表明：2014年1月华东北部至华北南部地面至对流层中层风速均为负距平,水平方向污染扩散能力差,偏南风异常加强了南方水汽的输送,有利于气态污染物向颗粒态转化,推高了PM2.5浓度;对流层低层东亚冬季风异常偏弱,逆温增多,垂直方向污染扩散能力差;500 hPa异常高压,抑制了东亚大槽的发展,更加有利于污染物在底层的累积。天气演变过程分析表明：地面水平方向及高空垂直方向气象条件对PM2.5浓度均有影响,地面风速偏弱（偏强）,高（低）湿度,风场辐合（辐散）时,PM2.5污染偏高（偏低）;边界层高度降低（升高）,垂直方向气流下沉（上升）,对流层中低层大气层结不稳定增强（减弱）时,PM2.5污染升高（降低）。静稳指数对于空气质量及重污染过程具有较好的预报能力。     

基于消光系数的机场PM2.5质量浓度神经网络预测模型

分析了气溶胶粒径吸湿增长因子、风速和NO_2与消光系数和PM_(2.5)质量浓度之间的相关性及影响规律。提出了一种基于消光系数的机场PM_(2.5)质量浓度神经网络预测模型。首先,建立消光系数与PM_(2.5)质量浓度之间的定量关系,并分析相对湿度对其影响。然后,分析风速和NO_2对消光系数和PM_(2.5)质量浓度的影响。最后,将四项参数与PM_(2.5)质量浓度之间的复杂关系通过模糊神经网络进行学习和表达,实现PM_(2.5)质量浓度的预测。使用实测PM_(2.5)质量浓度数据对预测模型进行了对比验证。结果表明,该预测模型的预测精度较高,能较为客观的反映机场PM_(2.5)质量浓度的变化情况,这对研究颗粒物质量浓度对机场能见度的影响规律以及机场周边污染治理决策提供数据支持具有重要的意义。     

太原市小店区不同粒径大气颗粒物（PM2．5，PM5，PM10,TSP）浓度变化特征

对太原市小店区不同粒径的大气颗粒物（PM2.5,PM5,PM10,TSP）进行采集,并对其浓度变化特征进行详细分析,探讨了特殊天气对大气颗粒物浓度的影响．结果表明：在采样期间,不同粒径颗粒物的年平均浓度均超过了国家规定的二级标准,PM2．5,PM5,PM10,TSP随月份、季节的变化趋势基本一致,均为冬季最高,夏季最低．特殊气象条件对颗粒物的浓度影响较大．