便携式PM2.5测试仪设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

在现代社会中,世界上存在着诸多污染,例如噪声污染、光污染、固体废弃物污染、水污染以及大气污染。现在人们经常遇到且提及的“雾霾”就是大气污染的其中一种。早在1997年,美国就制定了标准,PM2.5如果超40就危害健康,而中国是2011年制定的标准。2013年,“雾霾”当选年度关键词。有报告[1]显示,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准,与此同时,世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。我国于1982年首次发布《大气环境质量标准》(GB3095-82),随后在1996年、2000年和2012年进行了三次修订。现在执行的《环境空气质量标准》(GB3095-1996)发布于1999年,该标准只针对可吸入颗粒物的质量浓度设了限值,没有将细颗粒物作为监测项目。2012年2月29日,环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)[2],调整了坏境空气功能区分类,将三类区并入二类区;增设了颗粒物(粒径≤2.5pm)浓度限值和臭氧8h平均浓度限值;调整了颗粒物(粒径≤10um)、二氧化氮、铅和苯并(a)芘等的浓度限值;调整了数据统计的有效性规定。与新标准同步还实施了《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》(HJ633-2012)。

在科技发达的今日,我们有能力且应该对PM2.5进行检测与预防,以改善空气质量,提高人们的生活水平。






图1 中国PM2.5浓度标准与美国PM2.5浓度标准

目前,国内外针对PM2.5问题都制定了较为完备的检测、预防与治理方案,同时开发出了许多相关设备。例如便携式PM2.5检测仪、室内空气净化器等。这些检测仪器进行信号采集的同时对信号进行分析运算,最后以数字方式展示出来,便于人们获取相关数据信息。

目前,各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有四种:β射线吸收法、微量振荡天平法、重量法和光散射法。

①β射线吸收法:将PM2.5收集到滤纸上,然后照射一束贝塔射线,射线穿越颗粒物时被衰减,衰减的程度与颗粒物的重量成正比,根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的重量。优点:准确度高,传感器信号和颗粒物质量关联度高。缺点:响应速度慢,通常只用它的小时平均值。

②微量震荡天平法:一头粗一头细的空心玻璃管,粗头固定,细头装有滤芯。空气从粗头进,细头出,PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下,细头以一定频率振荡,该频率和细头重量的平方根成反比。

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