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空气自动监测方法技术及应用

2019-11-26 11:11:33 绿色科技 2019年20期

周强

摘要:指出了随着我国经济水平持续提升,人们的生活质量也步入了全新的阶段,但这一进程中也引发了严重的生态环境问题。而空气自动监测,有助于城市大气污染治理工作的顺利展开。围绕自动监测在大气污染治理工作中的具体应用展开了探讨,提出了一些可行的措施,以期给相关人员提供参考。

关键词:大气污染;空气自动监测;污染治理

中图分类号:x831 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)20-0091-02

1空气自动监测概述

空气自动监测工作需得到现代化监测技术的支持,在此基础上展开对城市空气质量的评估,在多年的发展下已经建设有一定规模的自动监测站。在过去很长一段时间,环保部门的相关工作主要以人工的方式为主,在耗费时间的同时降低所得结果精度,且此类型测量方式不具备连续性,容易受到诸多因素的影响,所得到的结果并不能与城市大气情况相吻合。

引入空气自动监测站后,能从根本上避免上述弊端,监测工作得以高效率的方式运行,所得到的检测数据更为精准。空气自动监测站的顺利运行建立在空气质量检测自动分析仪的基础上,加之各类先进的技术以及自动化的软件系统,展开对城市大气的实时监测工作。表1为空气自动监测站系统监测方式的对比。

对空气自动检测站系统的构成进行分析,以系统实验室以及计算机室为核心,在此基础上设置了多个检测子站以及质量保障室。此处重点对中心计算机室进行分析,它内置有线以及无线两大模块,二者的相互配合可以完成对数据的检测,明确其变动情况,对所得到的数据进行存储与分析,加之与子站中检测仪器的配合,可以提供远程诊断等丰富的功能。质量保障室主要具备校准功能,伴隨着设备的持续运行,可以对监测站中的相关设备进行分析,并提出可行的大气监测质量控制措施。

在空气自动监测站的所有构成组件中,以空气质量自动分析仪最为关键,它对于收集城市大气污染起到积极作用,充分涉及到PM2.5、臭氧以及PM10等六大类物质。对于部分特殊区域而言,为了进一步检测到空气中的各类污染物,还在上述基础上进行了优化,实现对激光雷达等污染物的监测。因此,在运用空气自动监测站的过程中,需综合实际情况做出适当的改进,与实际需求相适应。

2空气PM2.5自动监测方法

2.1TEOM法

TEOM法,又可称之为振荡天平法,是当前城市范围内PM2.5检测的重要方式,要得到TEOM检测仪的支持,选取石英锥形管并增设滤膜,构成一体震荡系统,将滤膜膨胀系数控制在较低水平。在对PM2.5浓度展开检测时,主要分析的是试管自然频率振荡现象,发现残留在滤膜上的颗粒物质量会出现持续性变化现象,同时振荡频率也会随之变化,便形成了振荡差异。基于对振荡频率的分析,可以得到空气中PM2.5的浓度值,以达到空气污染指标自动监测的效果。从当前行业技术来看,TEOM监测可行性较高,得到的PM2.5浓度值与实际情况相符,可实现连续自动监测,但操作者要具备高度的技能水平,且要合理维护设备。

2.2β射线法

此方法的运行原理在于分析PM2.5对射线强度衰减的影响情况,以达到自动检测PM2.5浓度的效果。具体操作流程为:利用采样管获得空气样本,经由滤膜后,空气中含有的PM2.5颗粒会残留在该结构上,借助β射线穿过滤膜,在PM2.5颗粒物作用下会引发β射线出现散射现象,带来了不同程度的β射线衰减。基于对实际衰减程度的分析,可以得到空气中PM2.5的浓度情况。此方法可操作性良好,可持续性自动监测,但抽取的样品要足够合适,否则会对监测结果造成影响。

2.3光浊度法

在光照作用下使得空气悬浮物产生散射光,探讨散射光的强度,由于它与悬浮物浓度呈典型正比关系,引入转换系数后便可监测PM2.5。总体来说,光浊度法的监测更为便捷,但伴随着折射形态的改变,所得到的检测结果准确性无法得到有效保障。

3空气自动监测站的应用

3.1实验要求

此次实验的地点为在我国金华义乌市的环境空气国控点,自动监测数据的对比时间为2018年5月7日至同年7月3日,季节为夏季,通过日均值的比较和一致性的检验以及相关性的检验进行分析,实验步骤中仪器的运行和质量的控制均符合《环境空气质量自动监测技术规范》(HJ/T 193-200s)的要求。

3.2具体实验比较与结果分析

通过实验,在对β射线法自动监测方法与p射线光浊度自动监测方法的对比期间,一共得到了67组的日均值数据,利用β射线法自动监测方法所得到的数据要比利用β射线光浊度自动监测方法所得到的数据低5%~10%。接着,需要对这两种方法进行一致性的检验,利用F检验法进行检验得出结论,即R射线光浊度的自动监测方法可以得到具有一定准确度的空气中PM的瞬时浓度,空气中的水汽对日射线自动监测方法的影响较大,而日射线光浊度的自动监测方法在采集时如果遇到雨珠,瞬时值会更高。

根据上述实验过程及结果,需要注意的是在使用日射线法的仪器时,应该对采样管进行加热,减少水汽的影响,且不能过分加热,需要合理利用动态加热系统。在实验时,需参照《国家环境检测网环境空气颗粒物自动监测手工比对核查技术规定(试行)》,将实验方法与手工方法进行对比,在对比发现实验合理后方可实验。因为实验的方法较多,并且存在的影响因素较多,如地域差别、气候变化以及现场环境的变化等,因此通过实验所得到的结果只能作为参考。

3.3监督工厂排污设备的使用

城市经济发展程度高,但也带来了严重的工业废气问题,产生的污染物类型多、含量高,常见有硫化物、卤化物等一些污染性较强的物质。尽管多数工厂设置了符合规定的气体净化设备,但在日常运行中为了控制成本,并未使用此类设备,使工业废物在不经处理的情况下直接排放到空气中。因此有必要在工业区周边设置自动监测站,当工厂排出未处理的废气时,会在第一时间得到监测,告知相关部门采取可行措施,对此类工厂做出严厉的处罚,从根本上消除空气污染治理浮于表面的现象,将排污净化设备的作用充分发挥出来,尽可能地控制工业污染物,为城市空气质量的提升提供保障。

3.4为城市大气污染治理提供依据

在经济持续发展下,人们的生活水平得到提升,私家车持有量持续上涨。而作为燃油汽车,在行驶过程中会产生大量的大气污染物,常见有二氧化硫、一氧化碳等,这些都是影响城市空气质量的关键性物质。基于空气自动监测器,能实现对大气污染物的监测,探寻各类型污染物的含量情况,将所得结果呈现给相关部门,探寻可行的大气污染处理措施,改善城市生活环境。具体来说,为了控制私家车尾气排放问题,在一些污染严重的区域可采取禁行措施,任何机动车都不允许进入其中;或者是限定国三汽油的使用量,推行更具节能特性的燃油。

3.5制定污染治理方案

城市大气污染治理方案要合理,利用空气自动监测器能够获得丰富的数据信息,作为专家分析的基本指导,探寻在后续阶段大气污染发展程度,将城市划分为多个区域并确定各自的污染物排放量,综合多方面因素形成合理的大气污染治理方案。一套合理的方案必须建立在全面了解城市能源消耗状况、污染分布的基础上,借助空气自动监测站可以得到各类污染物的实际含量与分布特征,明确污染物对人体的损害程度。全面的空气污染监测数据必不可少,相关部门必须全面掌握城市空气状况,合理优化工业布局,考虑区域内大气环境容量,实现大气自身清洁的效果;加大力度监督工业废气排放情况,当出现超标现象后要求企业做出整改,给予严厉的惩罚,对其它企业形成威慑力,全方位控制污染物排放。

4结语

空气自动监测系统的存在具有高度的现实意义,它能够实时获取到工业区、居民区等各个城市空间的大气污染情况,相关部门以此为参考确定出合适的治理方案,持续提升大气污染治理水平,为公众的生活以及城市经济的发展创设良好的环境。