大气颗粒物浓度在线监测方法研究
大气VOCs自动在线监测技术研究
大气VOCs自动在线监测技术研究戈燕红，喻继超*(广东盈峰科技有限公司研发部，广东佛山528322)[摘要]挥发性有机物(VOCs)是一种重要的大气污染物，国家已经把它列入到环境空气监测名录中，而我国大气VOCs自动监测技术还不太成熟，与发达国家相比还存在较大差距。
基于此，本文对现有的大气VOCs自动监测技术按方法原理进行了整理分类，并对目前行业内常用的方法进行介绍，探讨了各技术的优缺点，并对不同的方法都进行了详细的比较和分析。
[关键词]挥发性有机物；自动监测；原理；大气[中图分类号]O65 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)05-0211-06Research on Automatic Online Monitoring Technology of Atmospheric VolatileOrganic CompoundsGe Yanhong, Yu Jichao*(R&D Departmentnter Guangdong Infore Technology Co., Ltd., Foshan 528322, China) Abstract: Volatile organic compounds (VOCs) is an important air pollutant, which has been listed in the list of ambient air monitoring.However, The automatic monitoring technology of atmospheric VOCs is not mature, and it is still at the beginning at China. As a result, this paper has sorted out and classified the existing automatic monitoring technologies of atmospheric VOCs according to the method principle, introduced the commonly used methods in the industry, discussed the advantages and disadvantages of each technology, and made a detailed comparison and analysis of different methods.Keywords: Volatile organic compounds (VOCs);；Automatic monitoring technology；Princple；Atmospheric1 概述大气环境中挥发性有机化合物VOCs，是一种具有强烈刺激气味的化学物质，大部分组分对人体健康有直接危害，部分VOC 还会有致癌性[1-2]。
环境空气自动监测系统颗粒物(PM10和 PM2.5) 分析仪技术要求
环境空气自动监测系统颗粒物（PM10和PM2.5）分析仪技术要求1．目的为正确使用（选择）用于环境空气中颗粒物（PM10 和PM2.5）浓度测定的分析仪器。
2．适用范围适用于环境空气质量自动监测网络开展环境空气污染物样品中可吸入颗粒物、细颗粒物浓度进行测量的仪器。
3．术语和定义3.1 环境空气质量连续监测 ambient air quality continuous monitoring在监测点位采用连续监测仪器对环境空气质量进行连续的样品采集、处理、分析的过程。
3.2 颗粒物（粒径小于等于 10μm）particulate matter（PM10）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 10μm 的颗粒物，也称可吸入颗粒物。
3.4 颗粒物（粒径小于等于 2.5μm）particulate matter（PM2.5）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5μm 的颗粒物，也称细颗粒物。
3.5 切割器 particle separate deviceWord文档 1具有将不同粒径粒子分离功能的装置。
3.6 标准状态 standard state指温度为 273K，压力为 101.325kPa 时的状态。
本指导书中污染物浓度均为标准状态下的浓度。
3.7 参比方法 reference method国家发布的标准方法。
4．仪器概述4.1 PM10 和 PM2.5连续监测系统包括样品采集单元、样品测量单元、数据采集和传输单元以及其它辅助设备。
参见《环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 653—2021）中 4.1。
4.2 方法原理。
PM10 和 PM2.5连续监测系统所配置监测仪器的测量方法为β射线吸收法或微量振荡天平法。
PM2.5连续监测β射线方法需要增加动态加热系统（DHS 系统）、微量振荡天平需要增加膜动态测量系统（FDMS 系统）。
5．工作条件5.1 环境要求：环境温度：（15～35）℃。
基于单片机的pm2.3大气环境检测电路设计文献综述
基于单片机的PM2.5大气环境检测电路设计文献综述随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益凸显。
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可吸入颗粒物，是造成大气污染的主要元凶之一。
对PM2.5的监测和检测变得愈发重要。
本文将通过综述相关文献，对基于单片机的PM2.5大气环境检测电路设计进行深入探讨。
一、单片机在大气环境检测中的应用1. 单片机在大气环境检测中的意义单片机是一种微型计算机，具有体积小、功耗低、成本低等特点，广泛应用于各种领域。
在大气环境检测中，单片机可用于数据采集、处理和传输，能够实时监测大气环境指标，并且具有较高的可靠性和稳定性。
2. 单片机在PM2.5检测中的优势PM2.5的监测需要高精度的传感器和稳定的数据处理系统，而单片机正是能够满足这一需求的理想选择。
利用单片机可以实现对PM2.5浓度的快速准确测量，并且可以结合无线通信技术，实现对大气环境的远程监测。
二、基于单片机的PM2.5大气环境检测电路设计1. 传感器模块选择PM2.5传感器是实现大气环境检测的核心部件。
目前市面上常见的PM2.5传感器有激光散射式、光学散射式等多种类型。
在设计电路时，需要根据实际需求选择合适的传感器模块，考虑到精度、稳定性、成本等因素。
2. 数据采集与处理选定合适的传感器模块后，需要设计相应的电路实现对传感器的数据采集和处理。
通过单片机采集传感器模块输出的PM2.5浓度数据，并进行滤波、校准等处理，最终实现准确的PM2.5浓度值的获取。
3. 数据显示与传输设计电路需要考虑如何将处理后的数据进行显示和传输。
可以选用液晶显示屏、LED指示灯等显示模块，将实时的PM2.5浓度值直观地展现出来；同时可以利用串口通信、WIFI、蓝牙等技术，实现数据的传输和远程监测。
三、相关文献综述1. 基于单片机的PM2.5浓度检测系统设计与实现（作者：张三，李四，王五。
出处：《传感技术与智能控制》）该文献介绍了一种基于单片机的PM2.5浓度检测系统的设计与实现方法。
环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析
环境空气PM2.5和PM10自动监测相关问题分析【摘要】在公众对改善环境空气质量需求的推动下，大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》（GB3095-2012），肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测数据，出现了城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”（PM2.5监测浓度高于PM10）的现象，对该现象的研究分析对将来的自动监测工作极为重要。
【关键词】环境空气；PM2.5；PM10；负值；“倒挂”肇庆市已于2012年6月5日按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）在原有PM10监测和发布的基础上，增加了对PM2.5的监测分析和实时发布。
PM10是粒径小于等于10微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。
PM2.5是直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物。
PM2.5是PM10的一部分。
在公众对改善环境空气质量需求的推动下，大气细颗粒物PM2.5作为基本监测项目纳入《环境空气质量标准》（GB3095-2012），肇庆市已完成PM2.5的监测能力建设和实时发布。
根据2012年6月5日以来城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测数据，出现了城市大气颗粒物（PM2.5和PM10）监测因为仪器方法技术局限而出现负值和“倒挂”（PM2.5监测浓度高于PM10）的现象而影响数据实时发布的问题，在此对该问题进行分析探讨。
就目前肇庆市环境空气自动监测设备而言，主要为β射线方法和微量振荡天平方法的仪器，出现小时值为负值的现象通常见于微量振荡天平方法仪器。
微量振荡天平方法仪器是基于石英振荡杆上的膜片负重改变而导致振荡频率变化的原理来测量颗粒物的质量浓度。
正常情况下采样的颗粒物在膜片上是逐渐增加以及振荡频率变慢的变化过程，由膜片称重增量反映相关频率的降低变化与采样流量即可计算获得相应采样时段内的颗粒物浓度。
低浓度颗粒物在线监测技术比较
2 颗粒物在线监测方法
颗粒物在线监测技术根据工况烟气的干、湿分为 两大类：颗粒物直接监测（适用于干烟气）和颗粒物抽 取后监测（适用于湿烟气）。 颗粒物直接监测方法有：光学透射法、光学散射法 （前散射、后散射）、电荷法。颗粒物抽取后监测的方 法有：直接抽取前向散射法、稀释加热抽取前向散射 法、β射线法。 2.1 光学透射法 测量的基本原理：在烟道的一端发出一束光束经烟 道另外一端反射，通常采用双光路，光束在传输过程中 由于粉尘颗粒物会减弱光强，再通过比较基准光强来计 算粉尘浓度。 透射光强度I与入射光强度I0之比称为透射率T，也称 为透射比或透光度，以百分比表示，其定义式为：
1 前言
大气固定污染源颗粒物的排放是造成雾霾天气的主 要原因，因此其允许排放限值越来越低。以火电厂颗粒 物排放标准为例，2011年发布的《火电厂大气污染物排 放标准》（GB13223-2011）要求火力发电锅炉烟尘颗 粒物排放标准限值30mg/m ，重点地区火电厂烟尘排放标 准限值20mg/m 。2015年12月2日，总理李克强在国务院 常务会议上明确了一项治理雾霾的“硬任务”：在2020 年前，对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，对落 后产能和不符合相关强制性标准要求的，要坚决淘汰关 停。这一任务对燃煤电厂提出了更高的排放要求，火电 厂全面进入了超低排放改造阶段，实施超低排放要求燃 煤机组的大气主要污染物排放限值标准低于现行的《火 电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），接近 或达到天然气燃气机组的排放标准。这意味着颗粒物排 放标准又进一步提高，颗粒物排放不超过10mg/m 。随 着全国超低排放改造项目的实施，国内的除尘器生产厂 家、脱硫环保公司在环境污染治理技术上不断进步，已 在超低排放改造工程的实施上能完全满足和达到超低排 放的工艺要求，同时也对颗粒物排放的在线监测提出了 更高要求。针对超低排放工艺中烟尘浓度低、烟气湿度 高的恶劣工况，如何保证在线准确监测颗粒物排放浓度 是需要解决的难题。
环境监测站对可吸入颗粒物pM10的采样及分析
环境监测站对pM10、NO2、SO2的采样及分析姓名：代庆福（12）农玮（11）学院：环境学院分数：罗良俊（04）黄暾（02）PM10监测采样方法目前PM10监测方法主要有四种：红外光散射法、β射线法、震荡天平法、采样称重法。
文档收集自网络，仅用于个人学习1 红外光散射法1 现场PM10检测仪Microdust pro是便携式实时粉尘和气溶胶监测仪，可评估悬浮颗粒物浓度。
它是气溶胶监测通用性最好的设备，能够测量的浓度范围为1微克/立方米- 2500 毫克/立方米。
文档收集自网络，仅用于个人学习2 红外光散射法2 在线PM10检测仪AQM10在线粉尘监测仪可提供实时TSP，PM10，PM2.5PM1颗粒物的同时测量及数据记录和报警继电器输出。
包括SMS或电了邮件通知，同时可加装气象传感器，各种有害有毒气体传感器和各种安装设备, 这些功能使AQM10成为更灵活的基本系统, 也使其应范围更广泛,更适于众多的集成系统。
3 β射线法1 . 美国API 公司的MODELS 602Beta plus可吸入颗粒物（PM10 PM2.5）双通道监测仪,唯一可实现自动化在线测量PM10和PM2.5的浓度同时又能进行双通道的顺序采样能力。
该仪器是使用47毫米滤膜进行PM10和PM2.5同时采样,随后进行实验室分析。
4 β射线法2 美国METONE公司的BAM-1020粒子监测器采用了β射线衰减的原理对粒子进行监测。
其已经通过了美国环境保护署（EPA）的认证（EQPM-0798-122），而且在英国、韩国和中国自动监测和记录PM10浓度应用领域中，也获得了相应的证书。
BAM-1020可以通过装备PM10采样口来自动监测更小的粒子物质，而且可以被设置用来监测总悬浮颗粒物（TSP）。
BAM-1020通过先进的微处理器系统控制，实现全自动化测量。
5 采样称重法1DS 2.5 空气粉尘采样器是一款用电池操作的仪器，过滤装置可以用来测重分析空气样品。
降水和风对大气PM2.5、PM10的清除作用分析
降水和风对大气PM2.5、PM10的清除作用分析摘要：由于社会经济的快速发展和城市化的加速，可吸入的颗粒物质通过呼吸道进入人体并在上呼吸道积聚。
粒径小于2.5μm的颗粒进入肺泡并可能与心脏和肺功能障碍有关。
过量浓度的颗粒物质是中国许多城市空气质量管理中的一个重要问题，改善城市空气环境质量的方法是需要解决的主要环境问题。
关键词：降水；清除；初始浓度；雨强；PM2．5；PM10；引言：子云去除是指雨滴捕获气溶胶粒子并将其从大气中去除的过程，主要是通过惯性碰撞过程和布朗扩散。
抽样分析表明，降水对颗粒物质的质量浓度和离子组成具有清除作用。
许多学者还从大气观测的角度讨论了去除云下降水的影响，并认为降水对不同粒径气溶胶的影响是可以考虑的。
存在差异，沉淀过程不适合湿式去除中型气溶胶，但大小气溶胶具有明显的沉降效应。
通过数值计算模拟了降雨过程中气溶胶尺度谱的时间演化过程，认为粒径小于0.1μm的粗模气溶胶粒子对1-1μm以上的核模态有显着影响。
在夏季的一些降水过程中，一些粒径区段的粒径倾向于增加浓度，受气团和其他因素的影响。
而且，由于湿度和沉淀对颗粒物质监测器的影响，收集的气流水的浓度下降并且吸湿性颗粒物质太高，导致研究结果的差异。
可以看出，颗粒物沉积物去除机理非常复杂，仍存在很多不确定性。
风速和风向的变化也对空气污染程度产生重要影响，在某些时期，是影响当地空气质量的主要天气因素。
1数据与方法1.1地面气象观测资料从2015年1月至2017年12月的1小时时间分辨率和数据时间序列中，从城市气象站的常规地面观测数据获得降雨，风速和风向数据。
根据中国气象局的分类标准，降水等级分为小雨，中雨，大雨，大雨，大雨，大雨，24小时降雨量分别为0.1-9.9,10.0-24.9,25.0。
-49.9,50.0-99.9,100.0-249.9，≥250.0mm。
降水过程中的总降水量除以降水持续时间，得出每小时降雨强度。
1.2PM2.5、PM10观测数据PM2.5和PM10浓度数据来自中国环境监测局中国空气质量监测数据网（http://106.37.208.233:20035/）。
环境空气PM(2.5)监测技术及其可比性研究进展
环境空气PM(2.5)监测技术及其可比性研究进展发布时间：2022-06-15T05:36:41.987Z 来源：《科学与技术》2022年2月4期作者：赵鑫[导读] PM2.5是指环境空气中动力学当量直径小于或等于2.5微米的细颗粒物赵鑫身份证：23010319861016****摘要：PM2.5是指环境空气中动力学当量直径小于或等于2.5微米的细颗粒物，具有较强的毒性且传播距离远、停留时间长，对大气辐射、能见度及人体健康都有很大的影响。
本文将简要阐述微量振荡天平法、重量监测法、β射线吸收法和光散射法等环境空气PM2.5的监测技术，并对其可比性研究的进展进行具体说明。
关键词：PM2.5监测技术；β射线吸收法；微量振荡天平法引言：随着城市建设的不断发展，我国的大气环境的污染也愈发严重，而其中污染性较为严重的PM2.5就是从机动车辆尾气、工业源排放以及道路扬尘中产生的，对大气环境质量和人体健康都会造成不良影响，所以通过有效技术和方法来对PM2.5进行科学的监测和评价是提高环境质量的重要前提，下面将对这部分内容进行详细的探讨分析。
一、环境空气PM(2.5)监测技术（一）微量振荡天平法微量振荡天平法就是将质量传感器中置放有滤膜端的空心锥形管并进行振荡从而计算得出颗粒物浓度的过程，因为滤膜质量及上面吸附的灰尘颗粒物还有振荡的物理特性共同决定了元件的振动频率，所以通过准确测得系统振动频率的变化数值再结合温度、气压及采样流量就可计算出相应的PM2.5含量值。
为了避免在进行采样管加热的过程中部分挥发性颗粒物挥发导致监测数据不准的现象，在实际检测时可以增加相应的校正配件FDMFS，协同进行监测。
（二）重量监测法重量法是将PM2.5截留在滤膜上然后直接用天平称重的方法，这种方法较为简单且不受颗粒物颜色、大小和形状的干扰，但不能保证完整收集到所有的细颗粒物，所以一般认定在滤膜上有99%以上的超过0.25微米的颗粒截留效率就可算成有效的监测结果，该方法需要人工来称重，一般用于固定时间段的单点采样监测，可以提供大气污染的测量数据，然后运用公式进行计算，判定PM2.5空气质量指数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大气颗粒物浓度在线监测方法研究
摘要空气中漂浮物的多少，是大气污染监测里的一个主要目标。
空气里的漂浮物，特别是PM10和它以下的漂浮物浓度的检测从来都是国内外科学家注重的事情。
本篇文章列举出了一项利用物体振动的理论在线监测漂浮粒子浓度的方式，取代了以往的离线测量方法，提升了测量事务的实时性及准确性。
关键词大气颗粒物；浓度；在线监测
引言
空气中的漂浮粒子是大气污染测量的一个主要目标，对于它的监督测验与人们身体的健康程度有直接的联系，以往所运用的离线检测大气漂浮物浓度的方式明显地已经不能够达到社会进步的条件。
本篇文章中列举出了一项利用物体振动的理论在线监测漂浮粒子浓度的方法。
1 测量原理
1.1 振动测量原理分析
图1为在线振动检测的系统构成图。
定量的空气从通道排入锥形容量腔体里，腔体的底部设有方便透气的孔，在其上方放上过滤纸。
混合漂浮物的空气排入腔体里，漂浮颗粒便被阻拦在了滤纸上，然而空气会通过透气孔排出[1]。
容量底部同一个带弹簧的阻尼设备相接。
在激振器将上面的腔体处于一个固定的频率振动起来之后，拾振器把收到的和腔体有效的品质数量相关的频率输送出来[2]。
腔体里面所收纳集合的漂浮物不间断地增多，所以腔体的有效的品质数量也在不停地加大，它输送出来的频率会不停地发生所对应的变化。
拾振器所输送出来的频率信息经过i/V转换电路转变交换成为电压信息，接着有放大电路把这个信息实行放大等一系列工作，然后有标准路径化电路把电压信息转化成为标准的4～20A的电流信息或者转化成为数字信息。
1.2 计算实例
一个完整的振动监测体系等绩效于一个机动器械的弹簧、品质以及阻尼的二阶强迫振荡体系，它的振幅频率的特质性能为：
M（ω）=1{[1-（）]+[]}
公式里：—系统的固定的频率
—系统的相对的阻尼比
K —弹簧的刚度
M —有效的质量
C —阻尼的系数
步骤一：大概计算有绩效的振動质量M。
M即是图1里滤料与锥形容量的和的质量；
步骤二：查找阅读有关弹性元件的资料信息，先假定k的数值；
步骤三：假定相对的阻尼的系数为ζ=0.7（经过检验证实，系数为0.7时，系统所表现出的灵活敏捷度达到最好）；
步骤四：算出阻尼的系数；
步骤五：把所有已经落实的几个常数代入进上列公式中进行计算，推算出f 和m间的函数关系式。
M是初始体系的有绩效的质量（△m=0时）。
在M>△m的时候，△f和△m 接近呈现出线性关联。
用恰当的k与M的数字值，便能够计算出频率的变化△f 和质量的变化△m间的关联，其得到的曲线由图2所表现。
2 结束语
本篇文章对于运用了震动理论在线监督测量大气漂浮粒子的浓度的方式进行了理论上的解析与运算，证实了本文提出的方法的实用性与正确性。
参考文献
[1] 崔九思.大气污染监测方案.2版[M].北京：化学工业出版社，
1997：59.
[2] 张思.振动测试与分析技术[M].北京：清华大学出版社，1992：72.。