空氣放射性監測儀TD-ARM-69

【關(guān)鍵詞】空氣質(zhì)量；自動(dòng)監測；手工監測；方法原理；對比分析

前言

隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步、經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，環(huán)境空氣質(zhì)量監測越來(lái)越被人們所重視。環(huán)境空氣質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到環(huán)境的改善和人類(lèi)的健康，為了能及時(shí)準確地反映出環(huán)境空氣質(zhì)量，丹東市于2000年、丹東市下屬的東港市于2012年相繼開(kāi)展了環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監測[1]，取代了原先采用的環(huán)境空氣質(zhì)量手工監測方法[2]，丹東市的其他縣級監測站還在采用手工監測方法。本文就環(huán)境空氣質(zhì)量的自動(dòng)監測方法與手工監測方法及原理進(jìn)行對比分析，并指出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.空氣質(zhì)量自動(dòng)監測與手工監測的比較

目前環(huán)境空氣質(zhì)量分析監測項目主要是二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM10）三種污染物。環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監測方法是一套自動(dòng)監測儀器為核心的自動(dòng)“測—控"系統，主要由自動(dòng)監測中心站和各個(gè)監測子站組成，中心站由微機控制，進(jìn)行數據監控、調用、處理、存儲、上傳等，子站主要由樣品采集、空氣自動(dòng)分析儀、氣象參數傳感器、動(dòng)態(tài)自動(dòng)校準系統、數據采集和傳輸系統以及條件保證系統等組成，無(wú)需化驗室化驗。手工監測由現場(chǎng)采樣和化驗室分析兩部分組成。

1.1 自動(dòng)監測PM10與手工監測PM10的比較

自動(dòng)監測PM10是現在采用3種方式，β射線(xiàn)法、振蕩天平法和光散射法，以β射線(xiàn)法進(jìn)行比較和說(shuō)明。

β射線(xiàn)法就是將β射線(xiàn)通過(guò)特定物質(zhì)后，其強度衰減程度與所透過(guò)的物質(zhì)質(zhì)量有關(guān)，而與物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。通過(guò)測清潔濾帶（未采塵）和采塵濾帶（已采塵）對β射線(xiàn)吸收程度的差異來(lái)測定采塵量。β射線(xiàn)法測定PM10就是采用β射線(xiàn)原理，利用抽氣泵對大氣進(jìn)行恒流采樣，經(jīng)PM10切割器切割后大氣中的PM10顆粒物吸附在β源和蓋革計數管之間的濾紙表面上，采樣前后蓋革計數管計數值的變化反映了濾紙上吸附灰塵的質(zhì)量變化，由此可以得到采樣空氣中PM10的濃度。氣路中溫度檢測器、壓力檢測器及流量檢測器保證了氣體流量的穩定及數據的準確。

手工監測PM10[3]的分析主要采用重量法進(jìn)行測量：根據在現場(chǎng)PM10采樣，那會(huì )實(shí)驗室進(jìn)行恒重、稱(chēng)重，根據采樣前后濾膜重量之差及采樣體積計算PM10的濃度值。

1.2 自動(dòng)監測NO2與手工監測NO2的比較

NO2自動(dòng)分析儀：NO與O3發(fā)生反應生成激發(fā)態(tài)的NO2，在返回基態(tài)時(shí)發(fā)射特征光，發(fā)光強度與NO濃度成正比。NO2不與O3發(fā)生反應，可通過(guò)鉬催化還原反應（315℃）將NO2轉換成NO后進(jìn)行測量。如果樣氣通過(guò)鉬轉換器進(jìn)入反應管，則測量的是NOx，NOx與NO濃度之差即為NO2。

手工監測NO2[4]是采用大氣采樣器采集環(huán)境空氣，用吸收液采集吸收。采樣器主要是采取單片機控制系統的原理控制恒流和恒溫，在恒流和恒溫的條件下，通過(guò)抽氣泵作用將大氣通過(guò)進(jìn)氣嘴進(jìn)入裝有吸收液的采樣瓶，被有選擇吸收后，經(jīng)干燥瓶、過(guò)濾器，抽氣泵、緩沖瓶、轉子流量計、排氣嘴排出到大氣。在現場(chǎng)采集的樣品用HJ 479—2009鹽酸萘乙二胺分光光度法來(lái)測定二氧化氮：空氣中的二氧化氮與吸收液中的對氨基苯磺酸進(jìn)行重氮化反應再與N—（1—萘基）乙二胺鹽酸作用，生成粉紅色的偶氮染料，在波長(cháng)540—545nm之間處測得吸光度，吸光度與濃度值成正比，從而測出NO2濃度值。

1.3 自動(dòng)監測SO2與手工監測SO2的比較

SO2自動(dòng)分析儀：基于SO2分子接收紫外線(xiàn)（214 nm）能量成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時(shí)，發(fā)出特征熒光，由光電倍增管將熒光強度信號轉換成電信號，通過(guò)電壓/頻率轉換成數字信號送給CPU進(jìn)行數據處理。當SO2濃度較低，激發(fā)光程較短且背景為空氣時(shí)，熒光強度與SO2濃度成正比。采用空氣除烴器可消除多環(huán)芳烴（PAHs）對測量的干擾。自動(dòng)監測SO2是采用非脈沖Zn燈發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)過(guò)濾為單色光并聚集在SO2的反應室進(jìn)行的。這種紫外激發(fā)光速的強度同時(shí)被光通量檢測器測定，反應室樣氣中的SO2分子被紫外光激發(fā)輻射出高波長(cháng)的熒光，通過(guò)檢測熒光強度得到SO2濃度。

手工監測SO2[5]是采用大氣采樣器采集環(huán)境空氣：采樣器主要是采取單片機控制系統的原理，控制恒流和恒溫的條件下，通過(guò)抽氣泵作用將大氣通過(guò)進(jìn)氣嘴進(jìn)入裝有吸收液的采樣瓶，被有選擇的吸收后，經(jīng)干燥瓶、過(guò)濾器、抽氣泵、緩沖瓶、轉子流量計、排氣管排出到大氣中去。SO2分析是根據HJ 482—2009副玫瑰苯胺分光光度法來(lái)進(jìn)行，SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩定的羥甲基磺酸加成化合物。在樣品溶液中加入氫氧化鈉加成化合物分解，釋放出的SO2與鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色化合物，用分光光度計在577nm處進(jìn)行測定，所測得的吸光度與濃度值成正比，從而得出SO2濃度值。

2.空氣質(zhì)量自動(dòng)監測與手工監測優(yōu)缺點(diǎn)比較

（1）空氣質(zhì)量自動(dòng)監測能夠及時(shí)、準確地測量出空氣中每一時(shí)刻污染物的濃度，不僅能夠提供日均值，而且每天的最高值、Z低值都能及時(shí)反映出來(lái)，避免人為因素所造成的誤差。這種自動(dòng)監測的方法不用把采集的樣品拿回到實(shí)驗室，不需要化驗分析，直接讀出測試結果。但自動(dòng)監測儀器昂貴，運行費用高，對供電要求嚴格，操作相對復雜，不易掌握。

（2）手工監測經(jīng)過(guò)多年的使用，逐漸被人們所認同，但手工監測采樣時(shí)間長(cháng)，不能及時(shí)報出空氣中污染物的濃度，只能提供日均值，易發(fā)生人為誤差。這種方法在外面采集的樣品要拿回到實(shí)驗室進(jìn)行化驗分析，要有實(shí)驗室儀器設備和人員與之配套。但運行費用低，操作簡(jiǎn)單、易掌握。

3.結語(yǔ)

對比兩種監測方法，綜合分析和環(huán)境空氣監測的現狀和發(fā)展趨勢，建立空氣質(zhì)量自動(dòng)監測系統是大氣環(huán)境監測技術(shù)發(fā)展方向，現已經(jīng)被我國各大、中城市普遍采用。隨著(zhù)環(huán)境監測技術(shù)和監測儀器的不斷發(fā)展及我國經(jīng)濟實(shí)力的增強，空氣質(zhì)量自動(dòng)監測系統會(huì )越來(lái)越完善，越來(lái)越為人們所重視，空氣質(zhì)量日報及實(shí)時(shí)報告會(huì )更加及時(shí)準確，以利于社會(huì )經(jīng)濟不斷發(fā)展和滿(mǎn)足人們對環(huán)境的了解等需求。