随着可持续发展理念深入人心,人们对环保工作越来越重视,但仅仅重视保护工作是远远不够的,与保护工作相辅相成的环境监测工作也是重中之重。如果没有监测工作提供精准、及时的数据反馈,那我们就不能更好地开展下一步的治理工作,所以没有环境监测的环境保护就像是“无源之水”、“无本之木”。
但随着改革开放的深入,对检测工作提出了更高的要求,环境监测面临新的挑战,为了适应新形势下的环境保护工作,扩大设备使用范围、加强监测手段灵活化、提高应急处理能力就变得至关重要,改革工作迫在眉睫。
智易时代的产品——“车载空气站”,按照环境监测GB3095-2012《环境空气质量标准》进行设计制造,为监测改革工作提供了集高科技、自动化、网络化、及时化、智能化、灵活化为一体的解决方案。
全套系统由SO₂空气污染自动监测仪、PM10自动监测仪、PM2.5监测仪、气象参数仪、多气体多点校准仪、零气发生器及数据采集器和中心站统计分析软件等几部分组成。通过该系统实时监测可以测得空气中多种污染物浓度,还能测得环境空气中风向、风速、气压及室内外温湿度等信息,将测得的数据信息进行存储和汇总,并把这些数据传输到中心站进行分析、统计、形成报表,通过车载地图及GPS定位系统,我们还可以将监测数值实时显示在车载电子地图上,叠加现场的监控视频,为环保监测提供大数据和决策。
除了能帮助监管部门更有针对性的进行监督检查,有效提高工作效率外,本品另一显著特点就是更具灵活机变性,系统搭载车辆采用SUV或中巴车进行改造,能够适应复杂路况的行驶,可以满足在应急环境下对测量参数快速测量的要求。
更多产品设计细节,无不体现它在复杂、艰苦环境中超强的适应能力。
本产品配备了车载大功率UPS电源,当外部电网停电后,可迅速提供后备电源供电;如有野外长时间供电需求也不怕,车内还配备了独立式的发电系统和净化稳压电源,完全能满足野外长时间作业的供电需求;车外的防水电源插座,车内的顶置驻车空调系统和排风系统,都能保证车内仪器和工作人员能有舒适的工作环境……于是,这样一台能够提供精准监测、数据传输,集灵活性、实用性、舒适性于一体车载式空气站就成了一个名副其实的可移动实验室。
环境保护任重道远,环境监测工作也应全力以赴,提升监测水平、推进监测现代化发展,推陈出新、精进不休是我们共同的责任。
1、采用移动实验室概念设计,集方便、舒适于一体;
2、顶置冷暖驻车空调系统和排风系统,保证车内仪器和工作人员适宜的工作环境;
3、配备车载大功率UPS备用电源,当外部电网停电后可迅速提供后备电源供电;
4、配备数据采集和处理系统,同时可实现远程4G无线数据传输;
5、车外设有防水电源插座,整个电路系统采用国际标准电缆;
6、配备独立式发电系统和净化稳压电源,适合野外长时间不间断供电使用。
二氧化硫(SO2)检测原理——紫外荧光法
二氧化硫的检测原理是紫外荧光法。紫外荧光法是基于分子发射光谱法。SO2分子吸收紫外线(190nm~230nm)能量成为激发态分子,激发态分子不稳定,在返回基态时,以荧光光子的形式释放出过剩能量。这个反应分两个步骤进行:
(1)SO2分子吸收190nm~230nm波长的紫外线能级跃迁到激发态。
(2)处于激发态的SO2分子再次回到基态,发出特征波长的荧光,荧光的中心波长为330nm。
(3)根据紫外荧光法原理,所发出荧光总光强(1)与激发态的SO2分子数之间的关系可表示为:
其中,转化为SO2的转化率k与温度相关,温度越高,转化为SO2越快,则单位时间内转化为SO2的越多。
所以,由(1)~(3)式可知,当初始光强、气体室的光程L、气体温度T已知,且没有干扰条件(如:没有干扰气体和杂散光),转化为SO2的转化率k为常数,则荧光的光强与气体室中SO2的浓度成正比。
氮氧化物(NOX)检测原理——化学发光法
氮氧化物的检测原理是化学发光法,由于化学反应产生的光能发射。氮氧化物吸收化学能后,被激发到激发态,由激发态返回基态时,会以光量子的形式释放能量。通过对光量子的光强度测定可以对物质进行定量分析。
NO分子与O3发生化学发光反应,分为两个步骤,第一步,反应产生激发态的NO2分子:
第二步,激发态的NO2返回基态释放出光子,光谱范围为(600~3200)nm,最强发光波长为1200nm:
NOX是NO和NO2总和,为测量NO2时,需要先将NO2转化为NO,再利用NO和O3的化学发光反应进行测定。通常采用钼催化剂在高温条件将NO2转化为NO,反应转化率>99%:
通过气路控制,样气经两路测量,一路测样气中的NO,一路测以NO的NO2和NO的总和,即NOX,则
一氧化碳(CO)检测原理——非分光红外法
一氧化碳检测原理是非分光红外法,通过高能发热元件产生一束已知光强的宽带红外光(在校准仪器过程中会测定其光强)。红外光束直接透过充满样品气体的气体室(怀特池回返光路结构),光线在气体室内来回反射多次测,透射光离开气体室后,经过一个4.7μm波长的滤波片,被光电探测器接收,光电探测器将光信号转化为电信号,根据衰减光强度变化来分析气体室内的一氧化碳浓度。
基本原理是Beer-Lambert关系式,在给定温度、压力下,一定光程内一定浓度气体对特定波长的光强的吸收。标准状况(STP)下的数学表达式为:
但是,环境温度和压力会影响样气的密度,使一氧化碳吸收的红外光发生变化。考虑温度、压力的影响,浓度计算公式修正为:
当初始光强、光程、吸收系数、压力、温度等参数一定的情况下,就可以通过上式计算CO浓度。
臭氧(O3)检测原理——紫外吸收法
臭氧检测原理是紫外吸收法,是Beer-Lambert关系式,在给定温度、压力下,一定光程内一定浓度气体对特定波长的光强的吸收。标准状况(STP)下的数学表达式为:
颗粒物(PM2.5/PM10)检测原理——β射线吸收法
颗粒物的检测原理是β射线吸收法,仪器是根据β射线吸收原理设计的,β射线是一种高速电子流,当高能量的粒子由14C发射出来,在碰到尘粒子时,能量减退或被粒子吸收。β射线强度一定时,被吸收量大小只与吸收物质的质量有关,与吸收物质的物化特性无关。物质放置在发射源14C和监测β射线的装置中间,β射线被吸收,能量衰减。这样导致监测到的β粒子的数量减少。
通过吸收物质(如纸带上的尘),β射线粒子的衰减量接近指数。公式1基本恰当地表现了两者之间的联系。
公式(1)
公式(1)中,I是测定(每一单位时间的计数)β射线的衰减强度(带尘样的纸带),I0测定未经衰减的β射线的强度(清洁纸带),μm称为质量吸收系数或质量衰减系数(cm2/g),x是吸收物质的质量密度(g/cm2)。
公式(1)可转变成计算x--吸收物质质量密度的公式,见公式2:
公式(2)
在实际操作中,吸收截面是在校准过程中的实验测定。一旦I和I0被测定,计算物质密度x就很简单。
在实际操作中,在特定时间(△t)内,环境空气以恒定流率采入。这些采入的空气通过纸带的表面区域A。一旦算出吸收物质密度x,即可通过公式(3)算出环境中粒子物质的浓度值。
公式(3)
在公式(3)中,Mc是环境粒子浓度,A是通过纸带的尘样的截面积。Q是收集在纸带上粒子物质的流量,△t是采样时间。将这些等式换算成最后的公式,表明大气粒子浓度和测定的数量之间的关系见公式(4):
公式(4)
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