光散射法扬尘监测仪关键设计与数据分析

为提高光散射扬尘监测仪对环境空气中颗粒物PM10及PM2.5的测量的稳定性及精度,通过对光散射扬尘监测仪的关键设计,提供一种温湿度传感器以及动态控制系统,消除环境湿度对采样气路的影响;设计零气校准及自动吹扫系统防止高浓度颗粒物对光学气室的污染,提高本底测量精度,从而实现光散射法扬尘监测仪测量精度更高、稳定性更好.     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅰ:电除尘选型及工业应用

针对电除尘细颗粒物(PM2.5)排放控制,提出利用电除尘指数指导电除尘本体和电源设计选型技术的原理和方法,并介绍电除尘改造的应用案例。通过优化电除尘指数、采用三相高压电源开展电除尘改造和选型。通过电除尘和脱硫塔除雾器的同步改造,可以实现烟囱出口颗粒物排放浓度低于5 mg/m3,同时,PM2.5(直径2.5μm以下的颗粒物)排放浓度低于2.5 mg/m3。示范工程还表明当电除尘器出口PM10(直径10μm以下的颗粒物)排放在6~30 mg/m3时,PM2.5占PM10比例为6%至20%;当PM10排放在5~15 mg/m3时,PM2.5排放可低于2.5 mg/m3。     

大气颗粒物质PM2.5的产生、危害及防治

一、PM相关介绍大气颗粒物质(PM)是大气中固体和液体颗粒物的总称。按其粒径大小,可分为粗分散系(粒径大于10μm)和胶体分散系(0.001-10μm)。PM10是指空气动力学直径￡10μm的颗粒物,也称为可吸入颗粒物:PM2.5是指空气动力学直径￡2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,     

采暖通风方式对室内外PM_(2.5)浓度及其相关性的影响

为探究采暖通风方式对住宅室内外环境中PM_(2.5)浓度及其相关性的影响,于2014—2015年冬季在南京市选取3种不同采暖通风方式的住宅(顶棚辐射供暖+24 h净化新风住宅H1;独立户式地暖住宅H2;无采暖住宅H3)进行了室内外颗粒物分粒径日平均质量浓度采样和PM_(2.5)质量浓度逐时监测实验.实验结果显示,室内外颗粒物均以PM_(2.5)为主,PM_(2.5)/PM10的质量比高达74%以上,3处住宅室内外PM_(2.5)浓度相关系数分别为0.840,0.825,0.923.H1室内PM_(2.5)质量浓度水平最低,仅为室外的22.1%,且室内无粒径大于2.5μm的颗粒物;H3室内PM_(2.5)质量浓度水平最高,室内外PM_(2.5)相关系数最高,且室内存在一定量粒径大于2.5μm的颗粒物.夏热冬冷地区居民应改变传统的开窗通风模式,向净化新风系统转变,可有效降低室外大气污染对室内空气的干扰,保障室内空气品质.     

校园大气环境不同高度PM_(2.5)的物理化学特征比较

大气细颗粒物(PM2.5)已经成为影响我国大气环境质量和人们身体健康的首要污染物.作为青少年集中学习和生活的校园环境的空气质量状况已经成为多方关注的热点.为研究校园环境大气细颗粒物的空间分布状况及其物理化学特征,在不同高度(5,40 m)设立采样点,同步采集大气PM2.5样品,利用高分辨扫描电子显微镜-X射线能谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer,SEM-EDS)分析了不同高度和不同时间段校园大气环境中PM2.5的微观组成、化学组分,得出如下主要结论:校园环境PM2.5的微观组分主要有燃煤飞灰颗粒、矿物颗粒(原生的和新生的矿物颗粒)、烟尘集合体以及无法鉴定的颗粒物;5 m高度处采集的颗粒物的质量浓度和数浓度均高于40 m高度处,5 m高度处PM2.5的矿物颗粒相对较多,而40 m高度处PM2.5的烟尘集合体相对较多;晚上样品中颗粒物数量和种类都比白天要多.     

空气颗粒物采样滤膜截留效率研究

环境空气颗粒物采样过程中,滤膜的截留效率是影响质量浓度的关键因素之一.采用雾化法制备0.3μm气溶胶,设置流速为0.21、0.31和0.48 m/s,分别对国内外常用的7种滤膜的截留效率进行测试,并且选择被测试滤膜中的3种滤膜使用0.3μm空气粒子再次进行截留效率测试.结果显示,无论使用0.3μm球形标准粒子还是0.3μm空气粒子,在3种不同流速下石英滤膜和Teflon滤膜的截留效率均大于99.7%,符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm球形标准粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10采集滤膜截留效率的要求,但不符合PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm空气中粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求.     

PM2.5颗粒物在线监测仪的测量原理及故障处理

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质,为了更好监控大气质量,为我国节能减排及可持续发展的国家战略提供依据,保障城市居民身体健康,PM2.5颗粒物在线监测仪的使用具有十分重要的现实意义。它测量的实时监控数据可以为城市居民的旅游出行、体育锻炼,及政府主管部门制定城市发展规划、工业生产控制等提供宝贵的参考意见。本文主要探讨它的测量原理及运行故障排除。     

某铀尾矿库区夏季大气颗粒物污染特征研究

采集了某铀尾矿库区夏季大气颗粒物（TSP、PM2.5）,检测分析了颗粒物质量浓度及铀、重金属（Pb、Cd、Cu）含量,结果表明：TSP的质量浓度为53.9μg/m3,PM2.5的质量浓度为28.0μg/m3,TSP与PM2.5的质量浓度的相关系数R=0.832 2;TSP中铀的含量为0.078μg/m3,PM2.5中铀的含量为0.025 6μg/m3;TSP中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.111 2μg/m3、0.014 9μg/m3、0.179 7μg/m3,PM2.5中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.063 9μg/m3、0.007 4μg/m3、0.038 1μg/m3;TSP中重金属含量由高到低的顺序是Cu＞Pb＞Cd,PM2.5中重金属含量由高到低的顺序是Pb＞Cu＞Cd。     

饮用水处理中颗粒物数量变化及粒径分布规律

结合水厂实际水处理工艺及活性炭深度处理装置,试验研究砂滤池和活性炭滤柱出水中颗粒物数量变化及粒径分布规律.试验结果表明,过滤周期内砂滤池出水中颗粒物总数平均为148个/mL,其中粒径大于2μm颗粒物的数量平均为27个/mL,其粒径主要分布在2~15μm之间.砂滤池初滤水中粒径大于2μm颗粒物含量较高,前10 min内其数量高于50个/mL.砂滤池出水的浊度变化滞后于颗粒物数量变化,且二者之间的相关性差(R2<0.1).与砂滤池出水(164个/mL)相比,活性炭滤柱出水中颗粒物数量水平(561个/mL)显著提高,其中粒径大于2μm颗粒物数量达153个/mL,出水中粒径在2μm和2~7μm之间的颗粒物数量增多最为明显.     

深孔内径的在线精密测量原理及系统

针对深孔零件内径测量精度要求高、测量空间受限的问题,利用机械测量转换机构和电感位移传感器,研制了一种深孔内径在线精密测量装置。首先对测量转换机构进行力学分析,推导出影响该机构测量精度的主要因素,然后提出一种针对该装置系统的误差补偿方法,并搭建了在线测量平台,最后将测量装置安装在自动化生产线上,在工作状态下对某已标定深孔内径尺寸的工件进行多次重复测量实验,根据六西格玛理论对该测量系统进行统计学分析。分析结果表明:为了提高系统的测量精度和动态特性,转换机构设计时应该选择较大的刚性比和合理的簧片高度,以保证较小的寄生转角和较大的固有频率。实验结果表明:测量系统偏倚为0.02μm,测量极差为2μm,测量精度为3μm。该装置具有结构简单、测量精度高的优点,能够满足深孔内径在线测量要求。     

重庆市荣昌区冬季典型霾期大气颗粒物浓度垂直变化特征

为探究川东平行岭谷大气颗粒物质量浓度垂直变化特征,通过对四川盆地偏东部的重庆市荣昌区典型雾霾期气象条件下大气颗粒物质量浓度(PM₁,PM_2.5和PM₁₀)的垂直连续监测,分析温度、风速、相对湿度等气象条件与大气颗粒物浓度垂直分布的关系。结果表明：PM₁,PM_2.5,PM₁₀的日变化在各高度范围内均表现为夜间浓度较高。3种粒径段颗粒物的质量浓度均随高度升高而下降,0～300 m内颗粒物质量浓度最高,PM₁,PM_2.5,PM₁₀分别为39.61,193.62,338.87μg/m³。不同空气质量状况下,颗粒物浓度纵向分布不同。空气质量为良时,颗粒物随高度升高缓慢下降,600 m处PM₁,PM_2.5和PM₁₀浓度为100 m处的70.49%,69.60%,65.94%;轻度污染期间,600 m高度的颗粒物浓度比...     

表取采样机构悬吊式低重力补偿装置设计

在探月工程三期中,为了满足表取采样机构地面试验环境构建的要求,在调研重力补偿方法的基础上,设计表取采样机构悬吊式低重力补偿装置.根据表取采样机构运动规律,确定了"补偿装置与表采机构运动对应一致"的设计思想,形成了主、从臂配重补偿方案,对装置设计进行详细的理论分析,完善了重力补偿装置的结构设计.     

兰州市不同粒径可吸入颗粒物分布特征分析

本文利用Thermo-Andersen 1ACFM非生物环境微粒大小分级采样器在兰州市发生沙尘天气和非沙尘天气期间采集大气环境中粒径范围分别为9.0-10μm,5.8-9.0μm,4.7-5.8μm,3.3-4.7μm,2.1-3.3μm,1.1-2.1μm,0.65-1.1μm,0.43-0.65μm和0.43μm的颗粒物进行监测分析,结果表明非沙尘天气下兰州市PM10的质量浓度主要集中在可吸入粗颗粒物(粒径2.5-10μm范围)内。沙尘天气下,PM10中的不同粒径的颗粒物随着环境空气中颗粒物浓度的升高,均相应增加;浓度峰值不只出现在粒径范围5.8-10μm颗粒物内,粒径范围1.1-3.3μm颗粒物都会出现浓度峰值。     

上海春季大气颗粒物中致敏悬铃木花粉蛋白的分布特征

选择上海大气颗粒物中悬铃木致敏花粉蛋白Pla a3为研究对象,利用生物工程手段表达Pla a3蛋白,并利用该致敏蛋白免疫大鼠,制备出单一致敏原的抗体.通过酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA),检测分析上海大气颗粒物中Pla a3的分布特征.结果表明:颗粒物中总蛋白质量浓度在1.1μm的粒径段内最高,为2.5～3.0μg/m3;Pla a3蛋白主要分布在7.0μm的粒径段内,其平均质量浓度为7.5 pg/m3,但在1.1μm粒径段内的质量浓度最低.在上述分析结果基础上,将进一步探讨颗粒物中主要有害组分与致敏蛋白分布之间的关系.     

强化湿式脱硫除尘装置的研究

针对我国目前SO_2和颗粒物(特别是可吸入颗粒物PM_(10)污染严重的现状,通过对冲击式除尘装置的简单改造,开发了一种新型湿式除尘脱硫一体化装置。经过实验,证明本装置能够实现高效的除尘脱硫(其除尘效率达97.6％,脱硫效率达88.1％),尤其对细小颗粒物(d=0.2～1μm)的捕集效率为86％,大大高于一般的除尘装置,为我国的大气污染控制装置提高效率又辟一新途径。     

城市隧道机动车细颗粒物排放研究

机动车尾气排放的颗粒物对城市大气污染影响作用日趋明显,本文选取南宁市凤岭南隧道对机动车排放颗粒物的浓度及其成分进行监测分析,结果显示,实验期间隧道内外3个采样点处的PM2.5平均质量浓度值分别为166.869,237.529,111.314μg/m3,且浓度变化趋势基本相似.隧道内机动车排放的PM2.5中含碳物质所占的比重最大,水溶性离子次之,金属元素最少.其中,含碳物质中EC的浓度大于OC,OC/EC的值约为0.511~0.660,而隧道重型车比重并不大,但EC与重型车的相关系数在0.59~0.89间,可见其对颗粒物污染的影响很大.此外,金属元素Ca及其水溶性离子Ca2+的占比均是最大的,表明机动车带起的扬尘加重了颗粒物污染.     

城市交叉路口车辆排放颗粒物浓度的时间相关性分析

【目的】研究大都市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气质量的影响.【方法】在香港街谷一个典型的道路交叉口处,测量不同日期交通高峰时段内车辆排放的6种不同粒径(0.03~0.49μm,0.5~0.99μm,1~1.99μm,2~4.99μm,5~9.99μm,≥10μm)的颗粒物浓度,并通过自相关特性和功率谱分析对这些颗粒物浓度的时间相关性进行分析.【结果】粒径0.03~0.49μm颗粒物的相关性变化呈现多周期性.与此相反,粒径0.5~0.99μm,1~1.99μm和2~4.99μm颗粒物的相关性明显呈现出与交通红绿灯匹配的周期性,粒径5.0~9.99μm和≥10μm较大颗粒物的相关性较小.粒径较小颗粒物的长时间相关函数不趋于0表明存在长时持续作用.功率谱的分析进一步证实了这6种不同粒径的颗粒物浓度的周期性和长时持续性,特别是粒径0.03~0.49μm细微颗粒物,其功率谱呈现S(fk)~1fηk的标度关系,表明存在长时相关特性.【结论】城市道路交叉口车辆尾气排放的颗粒物对大气有较大的影响,6种不同粒径的颗粒物浓度显示出周期性和长时相关持续性。     

上海黄浦江轮渡颗粒物污染状况的分布特征

为了解轮渡空气的颗粒物污染状况,改善乘客和工作人员的环境,采用美国Fluke 985粒子计数器对上海黄浦江轮渡"东金线"的颗粒物污染状况进行实测,分析粒径为0.30～0.49μm,0.50～0.99μm,1.00～1.99μm,2.00～4.99μm,5.00～9.99μm,≥10.00μm六种范围颗粒物的时空分布特征、影响因素以及轮渡污染的严重性,并对轮渡整体的颗粒物平均浓度进行预测.结果表明:轮渡二层露台的颗粒物浓度往往较高,人流量对粒径较粗的颗粒物影响较为明显;一层里舱和二层里舱的主要污染物为粒径较大(5.00～9.99μm,≥10.00μm)的颗粒物,二层露台主要污染物为粒径较细(0.30～0.49μm,0.50～0.99μm,1.00～1.99μm,2.00～4.99μm)的颗粒物.     

济南市春季大气中PM2.5、PM10颗粒物分布状态及元素分析

采用扫描电镜和能谱仪对济南市区春季大气中PM_(2.5)、PM_(10)颗粒物的显微形貌、粒径分布和化学元素进行连续30 d全天候研究,对大气颗粒物的粒径与数量进行统计回归分析,绘制相应粒径变化柱状图。依据检出的元素来推断大气颗粒物化学组成和来源,提出控制大气颗粒物PM2.5、PM10污染的有效对策。实验结果显示,大气颗粒物显微形态有球状、片状、棒状等不同形状且主要集中于0～1.0μm和1.0～2.5μm粒径范围,检出C、O、Cl、Si、Ca、K、Na、Mg、Al、Fe、S等多种化学元素,大多以矿物质氧化物、硫酸盐、硅铝酸盐等形式存在,主要来源于土壤尘、风沙尘、燃煤飞灰等。该方法简单、快速、科学,值得进一步推广应用。     

SiO_2编织纤维增强SiO_2复合材料胞体表面测量

面向SiO_2编织纤维增强SiO_2(WFSiO_2/SiO_2)复合材料在胞体层面的表面形貌测量工程,提出了一种三维测量方法.针对采样参数设置不合理,会造成测量结果失真的问题,设计开发了一种确定最大采样步长的方法.该方法利用误差估计的统计学原理,建立了任意采样参数下获得的测量结果与准确测量值之间的误差的概率密度关系,并在此基础上提出了判断特定采样步长得到的测量结果是否可靠的准则,进而可以确定使测量结果符合工程要求的最大采样步长,从而将由采样引起的测量结果误差控制在最大残差的15%范围内.应用本文提出的方法确定了3种WFSiO_2/SiO_2复合材料的胞体最大采样步长,数值分别为7μm、6μm和8μm.研究了WFSiO_2/SiO_2复合材料的微观组织结构对其胞体层面的最大采样步长的影响,注意到材料所用的编织纤维直径在6～8μm之间.根据纤维直径与胞体最大采样步长之间的数值关系可以判明:在胞体层面,WFSiO_2/SiO_2复合材料的最大采样步长与其微观重复性特征具有密切关系,数值上约等于其微观的增强纤维直径;利用本方法确定的最大采样步长,可以实现WFSiO_2/SiO_2复合材料胞体表面不失真的采样与测量分析.该研究成果作为编织纤维增强复合材料纤维束-胞体-全表面测量评价体系的一个环节,为该种材料更可靠的表面质量检测和工程应用奠定了基础.