颗粒物采样器自循环试验校准用装置

设计一种能用于检测颗粒物采样器自循环试验的装置,该装置包括密闭舱、烟雾发生器、自动进样器、混合装置和待测试颗粒物采样器。装置中的烟雾发生器通过自动进样器通入密闭舱,颗粒物在密闭舱体中通过混匀装置混合均匀,颗粒物采样器排放口通过排放管路的长短及位置有效检测颗粒物采样器是否有自循环现象发生,保证采样器采样数据的准确可靠。颗粒物采样器采集的滤膜通过称重法检测颗粒物浓度,密闭舱体中通过β射线颗粒物监测仪(参比仪器)监测密闭舱体中颗粒物浓度。

大气多参数激光雷达在化工园区的安全环保和碳监测中的应用

化工产业是国家经济发展的基础,但其在促进经济发展的同时也面临着高碳排放、环境污染和安全风险等挑战。为了保障化工园区的平稳运行,团队研制了一套全光纤体制的1.5μm大气多参数激光雷达系统,并应用于化工园区的污染强度、气体浓度、风场和降雨信息的监测和预警。该激光雷达系统集成了直接探测模块和相干探测模块,在直接探测模块中,基于扫描光源和超导纳米线单光子探测器进行气体浓度的监测。在相干探测模块中,基于对距离修正回波信号、载噪比和多普勒频移的分析获得颗粒物污染强度和风场分布;基于湍流动能耗散率和风廓线的速度梯度获得湍流和风切变信息;基于深度功率谱分析获得谱宽和偏度,用于区分风速和雨速,获得精准的降雨信息。大气多参数激光雷达分别在江苏省南京市江北新区和内蒙古自治区鄂尔多斯自治旗棋盘井镇进行外场实验,通过多次实验验证了该大气多参数激光雷达在化工园区进行环保、安全和精细化气象保障的能力。文中还进一步设计展望了该系统在化工园区探测多种危化气体浓度的潜力。

微型气体监测仪比对用非甲烷总烃采样装置

设计出一种微型气体监测仪比对用非甲烷总烃采样装置,并描述其具体结构和使用方法。该采样装置包括承接组件、导向组件和过滤组件。承接组件包括装配筒、承接辊,主要是对装置结构起到承接作用,外接进风管的装配筒内部设有电加热网和随动叶轮,可以对抽取的环境废气进行加热,规避温湿度的影响。导向组件包括导向环、弧形导向边、链轮传动组、传动杆和辅助辊,不仅起到定向导向作用,而且凸部的传感器能够触发驱动装置和链轮传动组,通过齿轮带动放卷辊和收卷辊的定向运动。过滤组件包括保护壳、清洁辊、控制器、齿轮组、放卷辊、收卷辊和滤网布,滤网布对从弧形采样口进入的气体进行过滤,当对应弧形采样口处的滤网布堵塞满杂质时,进而触发启动驱动装置使得放卷辊放卷滤网布,收卷辊收卷滤网布,从而更换滤网布的使用位置,避免对应弧形采样口处的滤网布产生堵塞,影响采样样品气体的质量。该采样装置整体结构简单、易操作,能够显著提高样品气体的采样质量。

基于LICOR-830与Picarro G2301的温室气体分析仪精度对比研究

在应对气候变化和实现“双碳”战略过程中,需要对温室气体进行高精度的观测,而目前在实验室关于量化不同观测系统精度差异的研究相对较少。本研究选择基于非色散红外吸收法的LICOR-830型CO_(2)气体分析仪与基于光腔衰荡光谱法的Picarro G2301型CO_(2)/CH4/H2O气体分析仪,对3种CO_(2)可溯源标气进行观测,开展重复性测试、漂移测试和目标标气测试,并对观测浓度进行精度对比分析。测试结果为1)重复性测试:LICOR-830的精度约为0.4 ppm,Picarro G2301的精度约为0.04 ppm,两者精度相差一个数量级;2)漂移测试:LICOR-830准确度为-4.22%,Picarro G2301准确度为0.82%,两者准确度相差5倍;3)目标标气测试:用3种浓度的标气对实测浓度进行1 h的校正后,LICOR-830精度提升15倍,达到0.026 ppm,准确度为-0.11%,Picarro G2301的精度略有提升,达到0.0341 ppm,准确度为0.03%。结果显示,LICOR-830的精度水平在校正后可满足WMO对CO_(2)观测的精度要求,具有较大的应用潜力。

网格化环境空气质量监测仪校准用工况模拟舱

本文设计一种网格化环境空气质量监测仪校准用混气舱,并介绍了配气混合过程。该混气舱结构简单、可控性好、模拟方法简单易行。其稀释气和被稀释气气路配有对应的流量控制器和控制组件,能较好地控制送气机构的流量精度,提高预配制目标混合气的浓度精度、配气速率和换气效率。同时,稳定性好、温湿度可设可控,配备的废气收集机构能进行废气回收,便于模拟舱的快速清洁与其他浓度及不同温湿度混合气体的连续配制。

气溶胶中OC和EC分离方法研究

碳质气溶胶的来源解析及其环境行为研究可以为我国的“减碳”及相关法规的制定提供必要的科学依据,是目前全球气候变化和大气环境科学研究的前沿和热点之一。本文通过氚碳氧化燃烧炉实现气溶胶样品中OC和EC的分离,建立最佳的升温程序,研究基于氚碳氧化燃烧炉的气溶胶中OC和EC分离方法。

基于车联网的VOC及二氧化碳监测网络的设计与实现

本论文旨在设计和实现基于车联网的VOC(挥发性有机化合物)和二氧化碳监测网络。基于车联网的VOC及二氧化碳检测网络以STM32为控制核心,实时监测车辆周围的VOC含量和二氧化碳排放量,通过智能显示和警报预警系统,提醒乘员车外空气质量状况。该项目以车联网为基础,将监测设备安装在车辆上,车辆在行驶过程中可以覆盖更广泛的监测地区,避免了传统监测仪器只能监测一块局限区域的问题。在数据处理和存储模块方面,提出了一种基于云计算的数据处理和存储方案,能够实现大规模数据的处理和存储。该设计对于环境监测和安全方面的决策制定非常有价值,可以帮助相关部门及时采取措施,保护环境和人民的健康。

辐射环境空气自动监测站建设方法研究

辐射环境污染空气是一种危害性极大的环境污染,给周边的动植物、人们身体健康带来了不利的影响。通过建设辐射环境空气自动监测站,能够实施监测空气中的辐射指数,一旦发现异常情况,要及时采取措施,将辐射环境空气的危害控制在最小的范围内。因此,探讨辐射环境空气自动检测站建设技术有着极其重要的意义。本文结合辐射环境污染空气产生的原因和危害,探讨辐射环境空气自动监测站建设方法,以期能够为相关监测站建设提供可操作性的建议。

基于LaCoO_(3)/SnO_(2)纳米材料的异质结型乙醇气体传感器研究

采用水热法制备了SnO_(2)纳米颗粒,利用溶胶-凝胶法成功合成了LaCoO_(3)和LaCoO_(3)/SnO_(2)纳米颗粒。以氧化铝陶瓷管为基体,SnO_(2)和LaCoO_(3)/SnO_(2)纳米颗粒为敏感材料,研制了一种用于快速检测乙醇气体的传感器件。采用XRD、BET和XPS等表征技术,分析LaCoO_(3)、SnO_(2)和LaCoO_(3)/SnO_(2)的微观结构和元素组成。从LaCoO_(3)和SnO_(2)的能带结构角度,解释了异质结LaCoO_(3)/SnO_(2)对乙醇气敏的增强机制。与SnO_(2)传感器相比,LaCoO_(3)/SnO_(2)在气敏响应、响应时间和选择性等方面均有显著改善。在最佳工作温度250℃下,LaCoO_(3)/SnO_(2)对乙醇气体(20μg/m^(3))响应为90.3,响应时间和恢复时间分别为6.5、10.2 s,最小检出限值为2.0μg/m^(3),显示出良好的气敏性、选择性和抗干扰性。LaCoO_(3)/SnO_(2)气敏性能提升原因是LaCoO_(3)引入形成的异质结及较大的比表面积。

数显式大气采样器检定方法的研究与探讨

随着人们环保意识的不断提升,空气中污染物浓度的测量受到越来越多人的关注,数显式大气采样器也因其读数较为方便等特点,成为目前应用最为广泛的空气采样设备。但现行有效的JJG956—2013《大气采样器检定规程》,只适应于采用转子流量计控制气体流量式大气采样器的检定。本文从采样原理出发,从转子流量计式大气采样器和数显式大气采样器气体流量控制方式不同入手,研究和探讨数显式大气采样器检定过程,分析不同显示流量示值误差计算的方法,进一步保证采样和大气监测工作的准确可靠,以期望对大气环境监测和环境评价工作提供技术支持。

基于膜法除湿技术的振荡天平干燥管设计

大气颗粒物测量的难点在于湿度控制,通过在振荡天平法大气颗粒物连续监测系统中应用膜法除湿技术,将高湿气溶胶中水分与干燥气体互换,在不损坏颗粒物原有部分的基础上获得长期稳定湿度。通过设计振荡天平干燥管,并搭建测试系统对其进行效果测试,且与对标热电干燥管进行对比实验,结果表明该气体干燥管可很好地实现对大气颗粒物湿度进行控制,比热电干燥管除湿效果更优,可应用于振荡天平法大气颗粒物连续自动监测系统中,使大气颗粒物测量精准度得到提高。

固定源稀释通道的设计和外场测试研究

为研究固定源产生的颗粒物的污染情况,自行设计了固定源稀释通道采样装置以便模拟颗粒物在大气中的稀释扩散过程.该装置采用不同尺寸的采样嘴,以保证对烟道内的颗粒物等速采样,采样烟气与洁净空气在稀释腔内混合,腔内雷诺数典型值可以达到10000,保证了采样烟气和洁净空气能够稀释混合均匀.颗粒物在停留室中的停留时间达到90s,保证了颗粒物有足够的时间长大成核.将该装置应用于国内的9个燃煤、燃油固定源,取得了颗粒物的质量浓度、OC、EC组成、排放因子等数据.

大气颗粒物浓度自动监测仪器的研制及性能比对测试

颗粒物污染已成为我国的首要大气污染物,颗粒物污染的来源复杂、危害较大,简要介绍了目前国内外颗粒物监测方法和仪器设备的研究情况,以及所研制的、基于滤膜称重法的、可同时测量PM10和PM2.5的DJ3-1型六工位自循环式大气颗粒物浓度自动监测仪。利用具有无限远光学系统的微分干涉相衬显微技术对该系统所采集到的颗粒物进行了显微观察,得到粗颗粒和细颗粒的粒径分布,与Andersen公司240型双通道采样器的切割性能十分接近。与国内外部分监测仪器进行了同步的颗粒物质量浓度监测的比对测试,结果表明其性能已基本达到国外同类监测仪器的水平。

颗粒物激光雷达在大气复合污染立体监测中的应用

针对由于局地污染、沙尘输入、外源性输入与局地污染物相互叠加所导致的3种灰霾污染发生过程,分别选取3个典型案例,采用颗粒物激光雷达对污染物的时空分布特征进行解析。研究发现,在局地污染发生时,污染物从地面开始垂直向上扩散,扩散高度约1 km。重度污染过程中,气溶胶的日均垂直消光系数随高度的变化背离指数衰减特征,800 m高度处出现消光系数的极大值层,极大值超过2.5 km-1,800 m以下消光系数近乎常数,约为0.3 km-1。这说明,重污染过程中,有一层较厚重的颗粒物分布,使近地面污染物在垂直方向的扩散能力减弱,形成积累效应,造成大面积空气混浊。当有外源性沙尘输入时,激光雷达能够清晰地监测到污染团输入的全过程。沙团突然出现在高空2~3 km。污染团退偏振度较大,超过0.3。随着沙尘粒子的重力沉降,沙团的轮廓在垂直方向上不断地增大。沙团的输入,导致近地面粗颗粒质量浓度的增加幅度明显大于细颗粒。在第3个案例中,激光雷达清晰地监测到高空1.8~3 km突然出现含有大量球形细颗粒的污染团,同时还发现此污染团与近地面的污染物有不同的演化特征。近地面污染物随时间垂直向上扩散,12：00左右扩散高度超过1.8 km。而高空的污染团逐渐沉降进入边界层内,与近地面扩散的污染物相互混合,共同导致本地的灰霾天气。综上所述,激光雷达可以清晰地捕获污染物的垂直结构特征,对不同的致霾过程进行立体解析,实现对大气复合污染的监测和机理研判。

PMS-800大流量大气颗粒物采样器的研制

大气颗粒物采样器是《全面禁止核试验条约》(CTBT)中放射性核素监测的关键设备之一。结合实验室实际情况,成功研制了PMS-800大流量大气颗粒物采样器。PMS-800采用变频技术保持流量稳定,自动控制软件可实现采样过程的控制、数据采集和数据处理功能;用聚丙烯纤维滤材作为颗粒物的收集介质。对采样器的性能测试结果为:最大采样流量可达800 m3.h-1以上,流量不确定度小于5%;采样期间流量波动在±5%之内;当负载达到20 kPa时,实现停机保护;采样滤材对0.2μm气溶胶的收集效率为82.5%;自采样开始每10 min存储一次系统参数。该采样器满足CTBT相关技术文件的要求。

我国火电厂烟气排放连续监测装置现状及对策建议

调研、分析了我国75家代表性火电厂的101套烟气排放连续监测装置(CEMS)的安装和使用现状;分析了10个国家层面上的有关CEMS的法规、政策。从法规、政策要求可以看出:装设CEMS是火电厂排放标准的强制性要求;CEMS经验收合格后,其监测数据为法定数据;火电厂装设CEMS是电厂环境监督管理和政府环保部门管理的需要,也是实现环保电厂优先发电调度的需要等。指出了火电厂已装CEMS存在的主要问题:市场不规范、疏于管理、企业重视不够、资金浪费大、环保部门监管手段落后、缺乏配套的管理办法、电力行业组织没有发挥应有的作用等;提出了尽快出台相关配套的管理规定、清理整顿CEMS市场、加快恢复已装CEMS的正常运行、探索有效的CEMS管理新模式和加强行业自律等建议。

基于红外原理的微型多气体检测系统的设计

为了解决目前煤矿瓦斯事故以及大量使用天然气的家庭安全、环境污染等问题,设计并开发了一种具有集成化、微型化的红外多气体检测系统,通过实验数据的测试对比和数据分析,这种系统达到了微功耗、微体积、宽量程、高分辨率等技术要求,且能集成多气体检测的微型检测系统.重点介绍了红外检测的光学原理,以及从单气体检测引入到集成多气体检测的设计思想和方法,并介绍了有关CAN总线的数据传输方式和无线数据通信方式在系统中的应用.

浅谈环境监测仪器的量值溯源

介绍了环境监测仪器量值溯源的基本知识,阐述了检定与校准的区别,归纳总结了环境监测仪器量值溯源的途径与方法。旨在提高环境监测质量管理人员及监测人员对仪器检定和校准工作重要性的认识,以便更准确、更规范地开展工作。

便携式差分吸收光谱气体监测仪的研究

差分吸收光谱技术(DOAS)是利用气体分子在紫外/可见波段的特征吸收来精确解析其浓度的光学方法,在大气污染成分探测方面具有广泛的应用。将差分吸收光谱法与多次反射池技术相结合,研制出了便携式污染气体在线连续监测仪,阐述了系统的工作原理和设计方法,并通过不同浓度的SO2标准气体对系统进行了测试。结果表明,该仪器可满足污染源、污染泄漏、应急监测的要求。

基于信息融合技术的空气质量检测系统

随着社会的发展和人民环保意识的不断提高,人们越来越重视周围的生存环境质量状况。为了从多方面反映区域内空气的状态,设计了一种基于信息融合技术的空气质量检测系统,该系统采用模块化设计,通过集成和扩展多种传感器对区域内空气进行局部检测,获得彼此独立的数据,再运用信息融合技术对各个节点的数据进行融合,最终实现对区域内空气质量状况的实时检测,反映空气污染程度。通过构建模型的方式对该系统进行验证,初步证明了该系统的有效性和可靠性。