空气质量范文
时间:2023-03-23 01:50:38
导语:如何才能写好一篇空气质量,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词 空气质量;自动化;质控
中图分类号X8 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)110-0175-02
自动监测技术是随着上海市环境空气监测日报和预报业务工作的深入开展与进一步细化,从而不断发展起来的。现今的自动监测技术融合了当前较为成熟高效的信息采集;数据传输;仪器反控等技术,从而全面提升本市环境空气质量的信息化管理和应用水平,并为本市空气质量数据实时服务。
1 数据采集技术
上海空气自动站仪器类别多,但不是所有的仪器都支持数字量采集。像早期的气象五参数Visal等仪器只支持模拟输出。ESC8800是针对仪器模拟量采集的数据采集终端。
ESC8800数据记录器是基于微处理器的数据采集系统,专门采集,加工,储存和传送环境数据。一般标准的ESC8800由一个微处理器,模拟输入多工器;可编程增益放大器;模数转换器;随机存取记忆体;电源;时钟和数据存储的备用电池。EDAS是上位平台软件能够通过电话拨号的方式将ESC8800现场数据采集到中心。而随着计算机技术的飞速发展,越来越多的子站开始配置工控机,开发个性化的数据采集程序。工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机,而工业现场一般具有强烈的震动,灰尘特别多,另有很高的电磁场力干扰等特点,且一般工厂均是连续作业即一年中一般没有休息。因此,工控机与普通计算机相比必须具有以下特点:1)机箱采用钢结构,有较高的防磁、防尘、防冲击的能力;2)机箱内有专用底板,底板上有PCI和ISA插槽;3)机箱内有专门电源,电源有较强的抗干扰能力;4)要求具有连续长时间工作能力;5) 一般采用便于安装的标准机箱(4U标准机箱较为常见)。
上海空气自动站仪器数据采集分为3种模式:
1)使用ESC8800采集模拟量数据,中心平台通过电话拨号的方式将数据收回;
2)使用工控机软件对仪器RS232或者LAN口发送仪器通讯协议命令索取数据,随后通过无线网络或者有线宽带将数据发送到中心平台;
3)使用工控机将ESC8800采集到的模拟量通过无线网络或者有线宽带转发到中心平台。
第一种模式以ESC8800为核心的早期数据采集方式优点与缺点同样明显。优点是不用取得仪器厂商的数字通讯协议且部署方便。缺点是模拟量采集数据会走偏没有数字量精确;数据分类固定无法再加工;现场数据储存量小;雷雨天气电话线路容易遭受雷击等一系列的问题。而第二种模式与第一种模式相反,只需要得到仪器的通讯协议,就可以采集数字量;现场工控机可以存储大量数据;不会因为天气而影响数据传输。第三种模式采用ESC8800数据转发模式结合了第一种模式和第二种模式的优点,但仍旧存在模拟量会走偏这个缺点。
2 通讯传输技术
现今的空气质量自动监测系统搭建模式更多为数字传输系统,工控机通过RS232串口通信方式对仪器进行数据采集,随后通过TCP/IP网络协议将数据发送到中心平台。为了加强空气质量自动监测系统仪器设备和中心平台之间的数据交换传输的规范性,上海市环境质量自动监控通讯传输技术规范诞生了。标准规定了数据传输的过程及系统对参数命令、交互命令、数据命令和控制命令的数据格式和代码定义,标准不限制系统扩展其他的信息内容。数字传输系统通信网络可以是宽带也可以是GPRS。
数字传输系统的搭建方式相比模拟传输更加稳定,发展空间更大。
3 自动化质控技术
对于空气质量自动监测业务而言,日常质控包括仪器的运维以及建立数据有效性的审核机制。而监测仪器在日常运维中发生的故障与波动是产生大量监测数据异常的主要原因,所以巡检人员需要至少每周巡检一次,其工作主要是负责仪器的精密度校准和仪器故障排除等。但对于仪器精密度检查而言一周一次密度过低,需要通过自动化技术将这个过程细化。为了实现自动校准功能,首先需要打开现场标气阀门进行检漏实验,确定不漏气的情况下再继续进行。
自动化质控技术不但能够仪器定标确保仪器数据的准确性,还能够规范运维人员的运维操作,给软件建立子站事件日志系统,子站除自动零跨、自动精度检查外发生的事件都形成记录上传并储存,同时在固定的监控窗口中显示,主要事件包括以下:
1)当子站巡检人员在现场进行零点、跨度校准操作,以及远程启动校准操作,系统应自动生成记录上传,记录可以是文本形式,校准相关的记录内容应包括:
2)校准参数名称和设置浓度,零点还是其它浓度点,在校准仪上每设定启动一个浓度点,就应产生一条记录;
3)每次校准开始时刻和结束时刻;
4)每次校准结束时分析仪的读数;
5)记录应明确是现场操作的校准还是通过远程启动实施的校准;
6) 现场校准是否对仪器进行了校准调节,如果实施了调节,应将调节好后的仪器的零点偏置和斜率两个参数读取出来,记录在该条记录中;
维护人员的日常操作规范和仪器状态一样重要。运用现场工控机软件,可以将运维人员的操作步骤都记录下来,从而实现运维表单的无纸化管理方便日后查阅归档。
4结论
通过本文的分析,自动监测技术有利于构建一套具有时效性;自动化质控;集成更多数据种类;自定义采集监测数据类型的数据管理平台,又满足了空气质量数据业务的实时性、丰富性、专业性要求,对相关系统的进一步发展都有着良好的借鉴意义。
参考文献
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[2]Enviromental System’s Corporation. ESC 8800 Data Logger Engineer ingManual[M],1997: 5-8.
篇2
在课题研究开始伊始,指导老师到我们班上进行摸底调查,同学都踊跃报名参加这次课题研究,老师指定了8名同学负责组织这次课题研究活动的实施。
参加完老师关于空气质量及其检测的讲座之后,结合我们所学的化学学科里空气这一课题的相关知识,设计了这次课题研究调查问卷,我们利用课余时间和学校的课外活动,发放调查问卷205份,收回有效问卷200份,在关心空气质量的问题上,回答关心的同学195人,什么是空气质量的问题,回答正确的168人,在空气质量日报问题上,能正确回答的只有58人,对于空气污染物,回答正确率达到98%,而空气质量检测的方式方法,能回答的只有2人。由此可以看出,我校绝大多数同学比较关心空气质量,知道空气污染问题比较严重,知道防治空气污染是一个比较复杂的问题,但大多数同学在平时的学习生活中不太注意保护我们的空气,见到污染空气的行为也不主动进行制止。环保意识开始在同学们心中觉醒,但环保行动有待于加强。
在《空气质量日报》的活动中,课题研究小组的成员非常注意收听气象预报,认真记录气象资料,还利用信息技术课上网查询相关数据。经过同学们自己的整理,了解了本地区的空气质量状况,绘制了市空气质量日报图表,训练了学生的制图能力和团结协作精神。
篇3
一、指导思想
以科学发展观为统领,以改善全县环境空气质量为目的,坚持“政府主导、城乡并举、部门联动、分工负责”的工作机制,严格控制城区扬尘污染、工业废气及异味污染、机动车排气污染和燃煤污染,全面开展大气污染联防联控,进一步降低大气中颗粒物、二氧化硫和氮氧化物浓度,实现全县环境空气质量根本性好转。
二、工作目标
从现在起,利用三年时间,开展全县环境空气质量综合整治工作,全力推进“嘉美祥瑞、宜居宜业”的生态建设,再现“蓝天白云、繁星闪烁”。到年底,全县环境空气主要污染物年平均浓度降低10%;到年底,全面完成“十二五”大气中主要污染物年平均浓度削减20%的任务目标。
三、城区环境空气质量现状
城区大气首要污染物为可吸入颗粒物PM10,其次为二氧化硫和氮氧化物。可吸入颗粒物主要来源于煤炭燃烧、城市扬尘和机动车尾气排放;二氧化硫主要来源于燃煤排放;氮氧化物主要来源于燃煤和机动车尾气排放。近年来,通过取缔、淘汰城区燃煤小锅炉,大力实施集中供热和管道燃气工程等一系列措施,城区环境空气质量大幅改善。但是,随着城市化进程的不断加快,机动车尾气污染、城市建设产生的扬尘污染和工业企业工艺废气异味污染逐步成为影响我县城区空气环境质量的主要污染源。目前,我县环境空气质量综合评价趋于国家三级标准,距离省市要求的国家二级标准还有一定差距,环境形势依然严峻。
四、整治任务及完成时限
1、控制城市扬尘污染。根据《关于印发县扬尘污染防治工作实施方案的通知》要求,对辖区内建筑拆迁施工、道路交通运输、物料散货堆场、矿山开采加工、工业企业厂区等实施扬尘污染治理。
2、取缔城区小型燃煤锅炉。城区内禁止使用各种燃煤茶水炉,在供热管网覆盖区域内,取缔燃煤锅炉和燃重油锅炉,禁止新上燃煤锅炉和燃重油锅炉。年底前,城区所有浴池锅炉、馍店锅炉、燃煤茶水炉必须完成油、气、电等清洁能源的置换改造。
3、控制工业锅炉、窑炉烟尘污染。严格控制新上燃煤工业锅炉,现有燃煤工业锅炉、窑炉必须安装脱硫除尘设施,对不符合环保新标准要求的脱硫除尘设施进行技术改造。底前,完成砖瓦、玻璃等行业窑炉脱硫除尘设施改造;年12月底前完成燃煤锅炉除尘设施改造和水泥、电力等行业除尘设施改造。
4、控制重点行业企业氮氧化物排放。单机容量20万千瓦及以上的现役火电机组要安装脱硝装置;35蒸吨(含)以上工业燃煤锅炉必须安装低氮燃烧器,新、扩建和在建热力锅炉必须实施低氮燃烧并同步配套脱硝装置;建有熟料生产线的水泥行业要进行低氮燃烧技术改造,配套烟气脱硝设施。到年底前完成火电锅炉低氮燃烧和脱硝、燃煤工业锅炉脱硝设施改造;年12月底前完成水泥窑炉脱硝设施改造。
5、全面开展机动车排气环保检测。起,全面开展在用机动车环保定期检验工作,实施机动车环保标志管理制度。对未取得环保检验标志的机动车,公安机关、交通管理部门不予核发机动车安全技术检验合格标志,交通运输行政主管部门不予办理营运机动车定期审验合格手续。起,开展对上路机动车和机动车停放地的执法抽查工作,城区内实施黄标车限时限行措施,禁止无环保标志车辆上路行驶,对违规车辆按照《省机动车排气污染防治条例》有关规定实施处罚。
6、加强挥发性有机物污染控制。强化对机械设备涂装、人造板制造、印刷、碳素等有机废气排放企业的污染治理,鼓励采用清洁生产工艺,重点企业要配套建设有机废气末端治理设施。底前,完成所有工业有机废气末端治理设施改造。底,清理整治城区内的露天烧烤和垃圾焚烧等排放恶臭气体行为;实施餐饮服务业使用清洁能源改灶措施;餐饮服务业日供餐量小于100个餐位的,按照相关行业标准要求确定专用烟筒排放高度和位置,不影响附近居民正常生活。
7、防治土壤风蚀尘污染。加大全县生态防护林建设,建造绿色屏障,增强对城市扬尘的降尘抑尘效果;加快实施城区内土地绿化,大力开展植树造林,提高绿化水平,确保“十二五”末全县森林覆盖率达到30%以上。
8、切实做好秸秆禁烧工作。不断拓宽秸秆综合利用渠道,大力推广机械化秸秆还田、秸秆饲料开发、秸秆气化等多种形式的综合利用措施,进一步提高秸秆综合利用率;通过完善秸秆禁烧责任制和自查与督查相结合的考核机制,全面落实各项禁烧措施,确保实现农作物收种季节“不着一把火,不冒一股烟”的目标。
五、责任分工
1、县监察局:负责对有关乡镇(街道)和单位治污任务落实情况实施行政效能监察,对措施不得力、治污工程进展缓慢等影响环境空气质量的启动行政问责,依法依纪追究相关人员的责任。
2、县督考办:负责对有关乡镇(街道)和单位任务落实情况进行调度,并定期通报。
3、县住建局:负责抓好建筑施工、拆迁施工工地等扬尘污染防治工作,同时做好城区地面和道路的硬化及修复工作。
4、县园林环卫局:负责城区生活垃圾的清扫、收集、运输、处理等工作,确保日产日清;负责城区道路、广场等公共场所的清扫冲洗保洁和绿化工作;负责城区及结合部渣土堆的清理整治工作;负责城乡环卫一体化建设,加大对城乡环境卫生的日常监督检查和考核力度。
5、县执法局:负责查处城区内运输车辆未采取密闭措施造成撒漏污染的行为以及城区及周边建筑渣土、生活垃圾私拉乱倒行为;清理城区内露天烧烤、垃圾焚烧等排放恶臭气体行为;查处餐饮服务业油烟超标排放行为;查处全县从事采石、破碎、加工、堆放等可能产生扬尘污染的违法行为。
6、县交运局:负责查处全县超限、超载、未采取密闭运输装置的车辆和未采取防止货物脱落、扬撒措施的车辆。
7、县公路局:负责实施城区周边国道、省道干线道路的冲洗保洁。
8、县公安局:负责机动车环保检验标志的查验,对未取得环保检验标志的机动车,不予核发机动车安全技术检验合格标志;对上路机动车进行环保检验标志的执法检查,对进入限行区域的黄标车和未取得环保检验标志的机动车按照有关规定实施处罚;划定城区内大货车禁行区域,设立禁行标志,对违反禁行标志行为的货运车辆进行查处。
9、县环保局:负责督促工业企业厂区内部实施大气环境综合整治,有效降低扬尘污染;对物料贮存、基建施工等环节实施扬尘污染防治措施;监督工业企业治理废气污染;实施机动车环保定期检验工作制度和机动车环保标志管理制度。
10、县经信局:负责城区及周边加油(气)站、储油(气)库及在用油罐车等密闭措施的落实和油气回收装置的改造。
11、县港航处:负责航道码头露天堆场和运输船只的扬尘防治,堆场应当配备高于物料堆的围挡、防风抑尘网等设施,并配置车辆清洗专用设施,输送物料船只应采取密闭防尘措施。
12、县林业局:负责全县周边生态防护林带建设,开展植树造林,提高绿化水平,加快辖区内生态屏障建设进度和控制城区土壤风蚀。
13、县文广新局:负责全县环境空气质量达标整治工作的舆论宣传,利用电台、电视台等媒体,开展全县环境空气质量达标整治工作的专题宣传和跟踪报道,对大气污染问题和违法排污企业进行公开曝光。
六、工作步骤
(一)动员部署阶段。成立专门工作机构,召开动员大会,开展摸底清查,确定整治重点,制定专项整治工作方案。大力开展大气污染防治专项宣传教育活动,营造良好的舆论氛围。
(二)集中整治阶段。各责任单位结合各自职责,分工负责,齐抓共管,全面落实整治措施;加强对工作进展情况的调度督导,实行半月一调度、一月一通报,并组织人员进行现场督查,确保整治效果。
(三)检查验收阶段。各责任单位对承担的大气污染治理项目建设及工作任务完成情况进行自查,形成自查报告,于前报送县环境空气质量综合整治工作领导小组办公室。
七、保障措施
(一)加强领导,健全机制。成立由分管县长任组长、监察、住建、执法、公安、公路、交运、经信、农业、林业、环保、宣传、港航等部门主要负责人任成员的县环境空气质量综合整治工作领导小组,组织开展综合整治工作。各成员单位要各司其职,各负其责,通力合作,密切配合,形成上下联动、齐抓共管的工作格局。
篇4
我国现行空气质量划分为优、良、轻度、中度和重度污染五个等级。
空气质量(Airquality)的好坏反映了空气污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象,在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。
(来源:文章屋网 )
篇5
关键词:空气净化;LM3S1F16;Cortex-M3
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)05-1202-02
室内环境泛指人们生活、劳动以及其他相对封闭的公共场所等。人的一生大约有80%~90%的时间是在室内度过的,因此室内空气质量的好坏对人们的身体健康明显高于室外环境。目前,改善室内空气质量的现行方法分为三种:源控制、通风和空气净化。源控制是改善空气质量最明显的方式,通风可减少室内污染物的浓度,空气净化是用来控制粒状物质、气体污染物,净化除尘系统具有着不可比拟的有效性和可靠性。空气净化器主要包括机械过滤吸附式、静电式、负离子式、紫外光式等。本设计中的净化器能够检测室内空气污染物的种类和浓度,实现紫外光线菌与通风功能的新型空气净化器,对室内空气净化技术的研究具有积极的意义。
1 系统结构
本室内空气净化器从人居舒适度角度,对室内空气中的CO,CO2,H2S,O2,氨气以及甲醛等有毒有害气体信息实时采集,利用红外线热释电传感器监测测室内人群的移动,利用紫外线的照射破坏致病体的DNA结构达到消毒灭菌的作用。当空气中的有害气体浓度高于标准值时自动启动换气装置,加快室内外空气流动,改善室内空气质量质量。
本空气净化系统包含有对室内温度、湿度等环境信息数据的采集,数据处理在采用具有Cortex-M3内核的ARM芯片LM3S1F16上进行,数据处理结果反映在显示屏上,在测量数据超出已设定的标准时,系统根据不同的情况对室内空气进行相应的换气和紫外杀菌杀毒。本系统的硬件部分主要由热释电红外检测模块、气体传感器阵列、信号调理电路、MCU对采集的数据进行分析和处理、显示模块、报警系统、紫外线杀毒和换气系统等组成。其主要功能模块如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 微制器选择
目前微处理器种类繁多, Cortex-M3内核系列是基于ARMv7架构,Thumb-2指令集结合非对齐数据存储和原子位处理等特性,轻易8位、16位器件所需的存储空间就实现了32位性能。LM3S1F16作为使用Cortex-M3为内核的其中一款产品,内含8个具有12位的ADC,2个标准和快速I2C ,3个UARTs ,CPU时钟达到80MHz,包含单周期384KB的FlashROM和48KB的SRAM,ROM中还包含StellarisWare?。在功耗方面包含了睡眠模式和深度睡眠模式,其目标是包含为工业应用,包括测试、测量设备、家庭和商业监测和控制、运动控制。综上,选择LM3S1F16作为本设计中的微控制器。
2.2 传感器阵列设计
所设计的空气净化器需能识别多种气体,因此系统中需要包含了大量的气敏传感器。
日本FIGARO公司生产的TGS系列气体传感器属属N型半导体类气体传感器,使用简单的电路即可将电阻的输出变换变换为相应气体的浓度输出信号。TGS2602是一款探测空气污染的传感器,可以探测很低浓度的H2S和氨气,也可以探测低浓度VOC。TGS2620对有机气体、挥发性气体和可燃性气体有较高的灵敏度,可用于CO的检测。
TGS4161是基于固态电解质检测原理的CO2传感器,具有低功耗、长寿命的优点,在测量范围内具有良好的线性度,并且具有较好的抗湿度性。
甲醛的检测传感器系统选择的是MQ138,其适宜醇类、醛类、芳族和酮类等有机溶剂的探测,具有寿命长、稳定性好和较高的灵敏度等特点。
氧气含量也是衡量室内空气质量的主要指标。根据系统设计需要选用英国的Alphasense公司研制O2-A2氧气传感器。其测量范围0~30%,输出为80~120μA的电流信号,使用电压并联负反馈对信号进行转换和放大后送入A/D转换器。
环境的温湿度是人体对环境舒适度的重要需求,环境的温度和湿度是影响传感器测量的重要环境因素。本系统中选用了SHT11温湿度传感器模块,其内部将温湿度传感器、信号放大和调理电路、A/D、I2C等接口电路集成,输出分辨率可调,具有良好的稳定性。
人体检测电路是由热释红外传感器P2288-02来实现,信号处理电路采用B1S0001作为人体红外信号处理芯片。传感器P2288-02为双元型被动式热释电人体红外传感器,它采用平衡检差方式工作,只感应7.14m波长的活动人体红外辐射线,不会受温度环境及可见光的影响。传感器加装菲涅尔透镜可感应10m以内的人体红外辐射线。人体红外信号处理芯片B1S0001由运放、电压比较器、状态控制器延长时间定时器及封锁时间定时器等构成数模混合专用集成电路,使其具有很高的放大倍数,也能有效抑制负载切换过程中产生的干扰。
优化的传感器阵列平衡了传感器间的交叉敏感特性和选择性,较好的去除冗余和相关,提高了系统的识别能力。
2.3 人机交互硬件结构
ZLG7290按键数码管驱动器是广州周立功单片机发展有线公司针对仪器仪表行业推出的一款驱动芯片,可驱动8位共阴数码管或64个独立LED和64个按键,内置有连击计数器,可控扫描位数并且可控任一键的连击次数,提供键盘中断信号,无需外接元件即可直接驱动LED,该芯片抗干扰能力强,在工业测控中被广泛使用。
声光警示部分采用高亮闪烁放光极管和长音型喇叭,这样微控制器就只需要提供一个电平信号而不需要过多的占用微控制器资源就能分别完成声光警示效果。
2.4 灯管驱动控制电路
本设计中采用Philips的8W紫光灯,额定工作电压为110V,波长范围为254-365nm。对于该紫外光灯管,其控制模块比较简单,由微控制器控制可控硅驱动光耦MOC3023对其实现导通控制。灯管信号反馈电路是将三极管型交流输入NPN输出光电耦合器PS2707接至电抗镇流器引脚两端,而当灯管发生异常,例如灯管灯丝损坏、工作寿命已尽等情况时,PS2707将获取到一个高电平信号送给微处理器,进而提醒用户及时检查设备或更换紫外灯管。
2.5 换气系统
室内空气的污染源来源复杂,种类多。在室内的空气流动性差,导致污染源所散发出的有毒有害气体在室内积累,浓度不断提升。对于室内环境空气质量的调节主要除了及时清除污染源外,通风是较好的改善室内空气质量的方法。本系统中电机在微控制器的控制下带动电机的转动,使室内外空气交换或室内空气循环,调整空气净化器的工作状态与杀菌效果。
本设计中采用的是交流单相异步电动机,对于电机的驱动采用高低电压驱动方法,即不论电动机工作的频率如何,在绕组通电的开始用高压供电,使绕组中的电流迅速上升,而后用低压来维持绕组中的电流。本系统中通过光耦隔离方式,发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管,转换为电信号输出,由于没有直接的电气连接,这样既耦合传输了信号,保护了MCU的端口。
3 系统程序设计
本监测器的主要程序设计主要包含了硬件系统的初始化,包括开机后初始化LM3S1F16,系统显示、警示模块、紫外杀菌系统和通风系统的自检,本过程由人工通过按键指引和判断对系统自检进行确认。系统确认通过后,传感器基本达到热平衡,气体感测系统开始工作。系统先读取当前环境的温湿度情况,气敏传感器实时将数据反馈到微控制器,LM3S1F16驱动片内A/D转换器工作,分别多次读取各传感器的信息并进行转换,转换结果经过软件进行数据平滑滤波并计算,得出单位时间内的各传感器的所主要感应的气体浓度。检测数值即时更新至12864显示器上。检测过程中可以使用按键随时根据需要更改报警限值。红外热释电传感器模块将人体的移动情况实时更新到空气净化器中,继而影响至紫外杀菌器的工作和电机的转速的调整。紫外杀菌器工作时,系统给出工作警示灯,声音警示可通过菜单进行合理的配置。当所测中出现任何气体、温湿度超过所设限值时,打开本地声光报警器,并同时驱动换气系统加速室内空气流动,将污染气体排放至室外。系统主要工作流程如图2所示。
4 小结
室内空气质量的好坏对人们的身体健康明显高于室外环境,其空气质量问题逐渐被人们所关注,本室内空气净化器从人体对室内环境的安全性、舒适性需求,使用传感器对室内空气中有害气体进行检测,使用紫外光对室内
细菌、真菌、病毒等都能有效处理,通过机内的通风机使室内外空气流动,使室内空气得到净化。当空气质量不符合要求时有效启动报警和通风装置,为室内人群提供警示。
本文所研究的室内空气净化器不仅应用家庭与办公等室内净化,对于医疗机构的工作环境也是同样适应,其可以使得医疗机构拥有无菌清洁工作环境。本仪器具有体积小、使用方便、性能价格比高等优点,使得该装置在居家、公共场所都有着很广阔的应用前景。
参考文献:
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[2] Stellar is LM3S1F16 Microcontroller Data Sheet[M].http:///,2012.
[3] Stellar is Ware Driver Library User’s Guide[M]. http:///,2011.
[4] 施京毅.基于气体传感器阵列的多气体检测及应用[D].西安:西北工业大学检测技术及自动化装置,2001.
篇6
新增监测站点有严格要求
“手机上显示的是实况信息,它是1小时更新一次的。”记者指着手机上的空气质量软件询问时,李云婷介绍道。除了实况,监测中心每天上午还要做前一天的空气质量总结,傍晚时则当天晚上和第二天的空间质量预报。由于目前还没有关于预报的相关标准及规范,所以是按公众的生活习惯,并且根据污染物空间分布的大致特点,把北京市分成5个区域,对污染物指数和级别进行夜间和白天时段的预报。
空气质量监测的过程是由监测子站前端仪器进行采样,把污染物浓度分析出来,用无线网络的方式传输到机房,在传输前系统会自动剔除无效数据,并将实时监测结果到网站或者手机上。而做预报时,需要通过结合多种监测手段得到实况结果,在专业的预报模型基础上,再参考很多资料,比如天气预报等,对趋势和程度进行判断。主预报员和值班员会进行会商,“这其中必须结合人为判断,如春节要考虑到烟花燃放,或者沙尘天气来了,最终是在模式计算的结果之上,结合预报员的判断获得最终的预报结果。” 李云婷表示。
北京市共有35个监测点,其中有8个点是2012年新增的。新增站点中有5个是交通污染监控点,分布在有代表性的城市交通要道上,另外3个则是区域背景传输点,“原来已经有3个区域点,它们都是分布在北京跟周边省市空气流通的几个通道上,比如八达岭、东北方向的密云水库,东南方向的永乐店等,这6个点环成一圈,基本把北京与周边平原地区的几个主要通道都覆盖了。”李云婷说。
监测点的新增有着严格规范。1984年,北京市空气质量监测起步时只有8个点,此后逐步新建。最初建站时是把北京市划分成网络,通过手工采样,然后根据污染物浓度分布的整体状况,确定对城市环境有代表性的区域并计划设点。但事实上,新增一个点并不容易,国家对监测点选址还有技术上的要求,比如多少公里内不能有直接污染源,不能有树木、建筑物遮挡等。
清华大学环境学院大气污染控制教研所副研究员马永亮认为,北京市布了35个监测点,已经算比较密集,而且这些点按照不同功能类型进行选址,能够较为客观地反映北京市空气质量的整体状况,“监测工作都是严格地按照技术规范,的数据也应该是可信的,而且我们自己这些年也在做监测,环保部门的数据和我们的数据是基本一致的。”马永亮对记者说。
空气质量科普还有待于深化
相对其他省市,北京市的空气质量监测工作无疑是走在前列的,尤其是在北京奥运会之后,在监测渠道和配套工作方面都有了很大发展。同时,市民对空气质量信息的需求也在加大。1月1日,北京市环境保护监测中心“北京空气质量”监测数据实时页面正式上线,公众可以随时登陆了解最新的监测信息,北京市主要报纸、电视台也进行及时的和预报。
“应该说,信息的渠道都有了,但不能说都覆盖到了,我们自身平台的影响力还非常小。”李云婷介绍说,目前公众对于如何看待质量指数、怎么把浓度和评价关联起来这些问题理解和认识已经比前些年有了很大提升,但也还有一部分人群尚未了解这些信息,需要对相关知识多宣传,“我们也在寻求与更多有影响力的主流媒体合作,提升空气质量的影响力,加强我们与公众的互动交流。”
监测工作除了给市民生活提供参考,更重要的是为空气污染治理提供依据。监测点的数据汇总到监测中心后,有一部分会对外公布,还有一些专业的分析数据,最终提供给管理部门作为决策依据,“通过这些数据,我们可以知道环境总体状况、趋势、空间差异,得出哪个地方该如何减排,根据污染源如何开展治理。统计工作是非常多的,而且今后我们还要进化深化。”李云婷对记者说。
篇7
一、工作重点和目标范围
以防治燃煤烟气、企业工艺废气异味、汽车尾气和扬尘污染为工作重点,突出抓好重点废气污染源治理工程项目的落实,在全市重点片区实现“三无两达标”的目标,即片区内“空气基本无异味、无冒黑烟烟囱、无可见扬尘”、“重点废气污染源达标排放,全市空气质量良好率达到60%以上”。
二、污染治理工作要求
(一)工艺废气。所有产生工艺废气的企业要采取封闭作业、安装废气净化装置等措施,实现废气达标排放、厂区周围空气无异味。
(二)燃煤设施。各县市区、市属各开发区建成区内严禁新上10吨燉时以下(含10吨燉时)民用燃煤锅炉,取缔1吨燉时以下民用燃煤设施。镇驻地不准新增1吨燉时以下(含1吨燉时)燃煤设施,现有燃煤设施一律安装脱硫除尘装置,废气达标排放。凡处于集中供热管网覆盖范围内并具备集中供热条件的,一律采用集中供热。
(三)扬尘。
1.工程及拆迁施工。中心城区和县城驻地工程要实行封闭施工,工地周边须设置1.8米以上的围挡,并洒水保湿压尘,遇六级及以上大风天气,一律停止作业并采取防尘措施;长期的土层应进行绿化、固化或硬化,破土处要洒水保湿、压实或覆盖;建筑工地必须按规定硬化进场道路,硬化后地面不得有浮土,并适时洒水降尘;施工工地进出口设置洗车设施,清洗进出车辆轮胎及车身,不得带泥上路;拆除作业应在采取围挡措施后进行,拆除前和拆除过程中要随时洒水或冲洗,防止扬尘飞散;严禁高空抛洒建筑垃圾;现场搅拌混凝土严格按行业主管部门有关规定执行。
2.城市保洁。全面推行以机吸为主、人工捡拾为辅的保洁作业模式。禁止使用机械法干式清扫,四级及以上大风天气停止人工清扫作业。Ⅰ级道路全部实行机械化吸尘作业,每天机吸一遍,洒水(结冰期除外)一次;夏季气温30℃以上时,每天洒水不少于两次。洒水要达到清洗路面和路牙石积尘的目的。道路两侧地面要落实绿化、硬化和洒水压实、覆盖等防尘措施。
3.交通运输。在大气环境敏感区内(具体由当地政府、开发区管委会划定)采取大型货运机动车禁行措施。车辆运输砂石、土方、煤炭和垃圾等可扬尘物料时,必须覆盖或密封,防止运输车辆沿途撒露遗散。严厉查处违规扬尘的运输车辆。
4.物料堆场。严格落实洒水、封闭、遮挡等防尘措施;干燥季节装卸过程必须采取喷淋等防尘措施;大风天气不得进行露天装卸,要对物堆进行覆盖;要及时清理遗撒物,不准停留过夜。
(四)露天烧烤、饮食油烟。取缔城区一切沿街露天烧烤点;酒店、食堂等饮食服务单位禁止油烟横向排放,并安装油烟净化装置,实现油烟达标排放。
(五)秸秆、落叶焚烧。各镇、街办要落实措施,禁止焚烧作物秸秆,严肃查处焚烧秸秆、垃圾、落叶等污染空气的环境违法行为。
(六)机动车排气。环保、公安部门组织开展机动车排气年检工作,对检测合格的车辆发放环保标志,对检测不合格的车辆责令限期维修治理;对机动车辆排气污染维修企业实行资质认可。公安交通管理部门对未获得机动车环保标志的车辆不予年审、过户;对超期服役、污染严重的机动车辆,依法实行强制性报废;限制三轮车、低速货车在城区内行驶;会同环保部门严厉查处“冒黑烟”的机动车辆。
(七)空气自动监测站点。在全市现有20个空气自动监测站点的基础上,新建18个,年内建成38个空气自动监测站点,并全部实现市县两级联网。
三、保障措施
(一)加强组织领导。市政府成立重点片区空气质量改善工作领导小组,负责全市空气质量改善工作的组织领导。领导小组下设办公室,设在市环保局,具体负责日常调度、协调等工作。环保、经信、市政、公安、建设、交通等部门要按照“一线工作法”的要求开展工作。
各县市区政府、市属各开发区管委会是当地空气环境质量改善的第一责任人,要把改善片区空气质量纳入领导班子工作日程,成立相应机构,制定工作方案,并组织实施。
(二)定期通报考核。市政府把重点片区空气质量改善工作纳入对各县市区、市属开发区环保工作考核范围,实行半月一调度,一月一通报,一季一考核,年终纳入市委、市政府综合考核。
篇8
关键词 城市空气环境 大气污染 空气监测
一、概述
城市大气污染是世界各国面临的最大挑战之一,已被各国政府高度重视。我国正处于城市化发展的高峰期,城市空气环境污染问题日益突出。自20世纪70年代以来,中国政府加强了对环保工作的力度,颁布并采取了一些大气污染的政策和措施,收到一定的效果,但从总体来看,环境污染和破坏还没有完全被控制。近年来,汽车尾气排放的NOx、CO及随后形成的光化学烟雾,使得许多大城市的空气质量恶化。城市空气环境质量关系着整个地区甚至国家的居民生活质量和经济发展,所以在全球受到普遍关注,这就需要我们通过不断改进空气监测技术,及时了解当地城市的空气质量状况,采取相应措施,改善和提高空气环境质量,提高城市居民的生活环境。
二、我国城市空气污染的现状
1.我国城市空气的状况。我国实施的环境空气质量标准(GB3095-1996),规定了10项污物(二氧化硫、总悬浮颗粒、可吸入颗粒物、氮氧化物、二氧化氮、臭氧、铅、苯并、芘、氟化物)不允许超过浓度限值。根据2010年环境状况公报,我国城市空气质量总体上变化不大,部分污染较严重的城市空气质量有所改善,劣三级城市比例下降,但空气质量达到二级标准城市的比例也在降低。总悬浮颗粒物或可吸入颗粒物是影响城市空气质量的主要污染物,部分地区二氧化硫污染较重,少数大城市氮氧化物浓度较高。酸雨区范围和频率保持稳定,酸雨区面积约占国土面积的30%。
2.我国城市空气污染的主要特点。我国作为发展中国家,正在加速发展城市化进程,由于缺乏环保认识,加上环境监测和整治技术落后,近几年大气污染有进一步加重的趋势。具体而言,我国城市大气污染具有如下特点:
(1)由于城市人均绿地面积小,人口密集,大气中的细菌含量高。个别城市街道每立方米空气中含菌量达数十万个,商场每立方米空气中含菌量达数百万个。
(2)据环境公报,我国城市空气质量恶化的趋势有所减缓,总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物是影响城市空气质量的主要污染物,部分地区二氧化硫污染严重,少数大城市氮氧化物浓度较高。在调查的341个城市中,64%的城市总悬浮颗粒物平均浓度超过国家空气质量二级标准,其中101个城市颗粒物平均浓度超过三级标准,占29.2% 。
(3)由于前几年一些小城市和新兴城市,在追求经济增长速度的同时,没有把环境保护放在同等重要的地位。搞粗放经营,浪费资源,耗能过大,污染严重。尤其是二氧化硫和悬浮颗粒物严重超标,甚至出现了酸雨情况等等。
三、城市空气环境监测的技术研究
1.我国城市空气环境常用的监测技术,建立混合型的空气监测系统。目前国内城市空气监测主要有三种监测方式:一种是五日间歇式采样监测方式,主要为经济欠发达地区使用;一种是24小时连续采样-实验室分析监测系统,相当一些三、四级环境监测站进行本地区的环境空气质量监测时采用该系统;还有一种自动监测系统新技术,国内大多数重点城市环境监测站采用该系统。为提高空气监测的准确性,降低监测成本,因此城市应建立混合型的监测系统。
2.提高监测质量,优化调整城市环境空气监测点位。近年来,随着我国经济的高速发展、城市建设规模的不断扩大、城市功能区和产业结构布局的不断优化、调整,许多城市在城市环境、城市建成区规模和人口数量、分布等方面都有了很大变化,因此城市环境空气监测点位应进行调整优化,在监测点位选择方面注意以下问题:
(1)优化点位的确定一方面要着眼于城市长期发展,统筹兼顾;另一方面又要充分考虑空气监测对区域环境相对稳定的要求。
(2)环境空气点位优化监测要尽可能与其他环境空气监测工作结合起来,提高数据利用率,避免相似监测工作的重复。
(3)摒弃城市建成区边缘地带污染较轻的观念。
(4)在监测期间要细心勘查点位周边环境,防止突然出现局地污染源,影响监测数据的代表性和可比性。
(5)优化监测点位的选取要目的明确、方法得当、考虑周全,确保点位符合空气自动监测要求。
(6)要考虑到所监测城市的地理特性和气候特点,有些城市的地理特性也是加剧城市大气污染的主要因素,所以在布设监测点位时也许把这一要素考虑在内;有些城市随着季节交替,同样的大气污染状况也会随着变化,这就要求有些监测点位要具备一点的季节特点性。
(7)要根据人口密度分布以及城市功能区的规划合理布点。在人口分布密度高,人为活动频繁的区域可以适当的增加监测点位;在城市的主要工业生产区域周边也可以适当的增加监测点位。
四、我国城市空气污染的防治措施
1.加强城市空气监测,从源头控制污染源。提高城市空气监测技术,加强监测预报,利用公众舆论监督,天天预报,给主要大气污染源的工业企业增加压力,同时唤醒全民对城市空气质量的关注,加大对民众的大气环保宣传力度,呼吁全社会的力量去督导整个城市的大气污染防治工作。此外随着城市扩张,人民生活进步,要着重加强控制交通污染源和生活污染源。治理交通污染源首先要确定城市规模,控制人口数量;其次要控制车辆数量,尤其是有把摩托车和出租车数量控制在适量水平,不应任其发展;最后还要推广无铅汽油和推广汽油车电子控制燃油喷射技术,对车辆能源进行改革。治理生活污染源主要是严格管控一些冬季供暖设施,有能力的地方应大力推广使用清洁能源供暖;不具备条件的地方一定要督促企业加装合格有效的环保净化设备。
2.合理城市工业布局,减少工业生产对城市空气的污染。即使达到国家规定的废气排放标准的工业企业,其气体排放物仍对大气有一定的污染,依旧是城市大气污染的主要贡献者。所以,在旧城改建和新城规划时应充分考虑当地的自然条件,包括主导风向和地理环境。在工业企业选址时,从大气影响方面考虑,应注意:(1)根据城市的主导风向,厂址应选在下风向;(2)厂址应选在空气流畅,利于废气扩散和稀释的地方;(3)与居住区之间要保持一定的距离。距离的大小,根据卫生部颁发的防护级别标准执行。如氮肥生产企业属于一级防护企业,应与居住区有1 000 m距离,这之间应种植卫生防护林带。
3.搞好城市绿地规划,提高城市自身调节空气质量的能力。绿色植物是天然的空调器,义务卫生防护员,搞好城市绿化是防治城市大气污染的重要生物措施。利用植物杀菌、滞尘、吸收有毒气体、调节二氧化碳和氧气比例等特性,减少城市大气污染,提高城市空气质量。搞好城市绿地规划应注意点(如公园)、线(道路)、面(居住区)绿化相结合,使整个城市绿地成为一个相互连接的系统,以充分发挥绿地的作用。
在城市绿化树种选择方面,应以选用对大气污染抗性强的本地树种为主,北方城市应考虑适当扩大常绿树种的比例,街道绿化也应考虑选配杀菌力强的树种配合主干树种种植。工业企业与居住区之间营造卫生防护林,卫生防护林带可起到过滤作用,减少大气污染,同时还可以部分吸收有毒气体。加强对原有的城市绿地的保护力度,维护好现有生态资源,严禁一切对原始绿地的破坏行为,条件容许的地方可以加大退耕还林的力度。
参考文献
篇9
关键词室内空气品质评价标准计算流体力学
室内是城市中大多数人工作与生活的场所,人们在室内的时间约占总时间的80%以上,所以人们的日常生活、身心健康、工作效率等均与室内环境状况有关。随着人们生活水平的提高,居住环境的改善,家庭装修变得异常火热。根据中国建筑装饰协会的统计数据,我国新建住宅装修率达到了95%以上。而有机合成材料在室内装饰及设备用具方面的广泛应用,致使室内挥发性有机化合物(VOC)气体大量散发,严重恶化了室内空气品质。此外,由于20世纪70年代的全球能源危机,能源消耗面临严峻的考验,现代建筑物密闭程度增加,新风量不足,使室内空气污染物不容易扩散,增加了室内人群与污染物的接触机会,出现了由于建筑本身不环保不卫生而导致的“病态建筑综合症”(SickBuildingSyndrome,SBS)。世界卫生组织(WHO)估计[1],世界上有将近30%的新建和整修的建筑物受到SBS的影响,大约有20%~30%的办公室人员常被SBS症状所困扰。因此,继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后,现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。
1室内空气品质与舒适性
空气品质是描述空气质量好坏的概念,它是指空气的温度、湿度、气流速度、洁净度等空气指标的综合效应。舒适性是指人在温和环境中的热感觉,当感觉不冷不热时,这个环境就是舒适的环境;反之当感觉到热或者冷时,这个环境就是不舒适的。人的健康、自身感觉及工作能力在很大程度上取决于室内的舒适状况。换句话说,舒适性是人体对空气环境的满意程度,是人体对空气品质的主观反映。室内的气流直接影响室内的温度场、速度场和污染物的分布[2],这些量关系到室内人员的舒适感,随着人们生活水平的日益提高,如何创造舒适的室内环境越来越受到人们的重视。
通过室内舒适性和空气品质的研究,可看出它们有着本质的、密切的联系。如影响舒适性的主要因素——空气温、湿度影响着人对室内空气品质的感觉。丹麦技术大学新的综合性研究证明[3],感知的空气品质受到空气湿度和温度的强烈影响。实验表明,保持适当低的湿度以及全身热舒适性中所要求温度范围下限的温度是有利的,这样可以减少病态建筑综合症的发生。气流组织形式不仅对舒适性有作用,而且可提供高品质的室内空气。合理的空气流动有助于创造舒适的室内环境,同时还能稀释室内空气中的污染物浓度,或及时排除室内污染物。较高的洁净度,即污染物(尘、菌、CO2、NH3、氡、甲醛等)对舒适性也有着至关重要的影响,而且这种影响在一定程度上超出了温、湿度的影响。舒适性和空气品质的研究往往是同时展开的。
2室内空气品质与通风效率
室内通风或空气调节的意义主要体现在以下两个方面:(1)为室内人员提供呼吸所需要的新鲜空气、稀释和去除室内气味、污染物,改善和维持良好的室内空气品质。(2)除去室内的余热余湿,为室内人员创造舒适宜人的室内环境。随着人们对室内空气品质要求的不断提高,通过通风来改善室内空气品质已成为一个重要的手段。
通风效率(VentilationEfficiency)表示送风排除室内余热及有害物的迅速程度,它从整体上反映一个通风系统新风的有效利用情况,是衡量通风系统有效性的主要指标[4,5],对保证室内空气品质满足舒适性要求有重要的使用价值。通风的有效性主要是指:供给足够的新风量,恰当的送风量,理想的送排风布局,提高通风效率[6]。发挥通风有效性,既要注重新风的量,更要注重新风的质。合理确定新风口的位置,采集高品质的新风,尽量减少或者消除新风处理、传递和扩散中的污染。然而,在有关空气品质的研究中,国内大多数的工作是以整个房间为控制体,忽略了通风效率与室内污染物浓度的关系。
在通风房间内,新风量和风口位置、送风特性决定着室内空气的温度、相对湿度以及污染物的分布。因此有效的通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,控制室内空气污染物水平,保证实现健康建筑有着重要的意义。
3室内空气品质评价方法及标准
室内空气品质的定义在近20年中经历了许多变化,最初,人们把空气品质几乎等价为一系列污染物浓度的指标。1989年,丹麦科技大学的FANGER教授在空气品质会议上提出了室内空气品质的定义:品质反映了满足人们要求的程度,如果人们对空气满意就是高品质,反之就是低品质[7];英国的CIBSE(CharteredInstituteofBuildingServicesEngineers)认为如果室内50%以下的人能感觉到任何气味,20%以下的人感觉到不舒服,10%以下的人感觉到粘膜刺激,而且5%以下的人在不足2%的时间内感到烦躁,则可认为此时的室内空气品质是可接受的[8]。这两种定义都将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。
近年来,美国ASHRAE(AmericanSocietyofHeating,Refrigerating,Air-ConditioningEngineers)标准62-1989R中,提出了“可接受的室内空气品质”(AcceptableIndoorAirQuality)和“感受到的可接受的室内空气品质”(AcceptablePerceivedIndoorAirQuality)等概念[9]。可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有对室内空气不满意,并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度。感受到的可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有因为气味或刺激而表示不满。在这一标准中,考虑到客观指标和人的主观感受两方面的内容,从而使该标准,较为科学和全面。
2003年我国实施了“GB/T18883—2002室内空气质量标准”,将室内空气质量定义为:室内空气应无毒、无害、无异常嗅味,并规定了一系列与人体健康有关的物理、化学、生物、放射性等污染物的限量值。
3.1室内空气品质标准
随着室内空气品质定义的不断完善,各国也相应的出台了一些室内空气品质标准。
3.1.1我国的IAQ标准
要对室内空气品质进行评价,必须建立相应的评价标准。通过近20年的努力,我国初步建立起一套关于IAQ的评价系统。表1大体总结了我国政府公布并实施的相关法规。
表1我国IAQ评价标准
相关标准主要内容
民用建筑工程室内
环境污染控制规范
GB50325—2001强制性国家标准
根据使用功能和个人暴露时间,民用建筑划分为两类,分别确定其控制要求,建立包括辐射性氡、甲醛、氨、苯、TVOC在内的5种化合物的限值
室内空气质量标准
GB/T18883—2002应用于民用建筑和办公建筑,规定了有关化学、物理、生物、放射性的19种
控制指标
GB50325—2001、GB/T18883—2002等国标提出了一套室内空气质量的控制指标,对于进行室内空气质量评价,改善室内环境具有重要的意义。
3.1.2国内外IAQ标准的比较
世界各国对IAQ已有深入研究,但目前除我国外,还没有一个国家系统地制订出IAQ标准,主要原因在于IAQ管理及实际操作中的困难性。部分国家和地区制订的IAQ相关标准有:加拿大的居民室内质量指引、办公楼空气质量技术指南、公共楼房过滤细菌污染认识与管理指南;日本的楼房卫生保养法、楼房卫生条例、办公楼卫生条例[10];新加坡的办公楼良好室内空气质量指引、楼房控制法规、机械通风工作守则;韩国的公共卫生法;美国的可接受的IAQ通风标准[11];中国香港的办公室及公共场所室内空气质量管理指引等。
比较我国与其他国家地区的IAQ标准,可以总结出如下特点:
(1)目前世界各国制订IAQ相关标准的目的不同,内容不统一,而且多为推荐标准,总体上可以归纳为5类:空气污染卫生基准、职业安全标准、公共场所IAQ标准、居民住宅IAQ指导标准、暖通空调的行业标准(HVAC)。
(2)与发达国家相比,我国IAQ标准基于我国室内空气的特点包含的指标较多。
(3)发达国家的机械通风行业标准一般包括IAQ标准,而我国则在IAQ标准中包含一些暖通方面的指标。
(4)由于各国国情不同,室内污染特点不同,人种、体质特性不同,因此,各国IAQ标准值是有差别的。
3.2室内空气品质评价
随着人们对室内空气品质认识的逐渐深入,对室内空气品质的评价也越来越科学全面。室内空气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法,它是随着人们对室内环境重要性认识不断加深而提出的新概念。
室内空气品质评价是对某个具体环境的各环境要素进行比较分析,分析其室内空气质量的主要影响因素,预测其在一定时期内的变化趋势,评价其对人群工作、生活的适宜程度,并提出经济可行的控制治理措施。室内空气品质评价的目的在于:(1)掌握室内空气品质的状况及其变化趋势,以便展开室内污染的预测工作;(2)评价室内空气污染对健康的影响,以及室内人员接受的程度,为制订室内空气品质标准提供依据;(3)弄清污染源(如建材、涂料等)与室内空气品质状况的关系,为建筑设计、卫生防疫、控制污染提供有力依据。
当前,室内空气品质评价一般采用量化监测和主观调查相结合的手段[12-13],而评价标准也从单纯的客观标准逐渐发展到与主观感受相结合。现将国内外评价室内空气品质一些较为成熟的评价方法和评价指标做一简要介绍。
3.2.1主观评价和客观评价相结合的综合评价方法
这一评价过程主要有3条路径,即客观评价、主观评价和个人背景资料[13,14]。
客观评价就是直接用室内污染物指标来评价室内空气品质的方法,即选择具有代表性的污染物作为评价指标,全面、公正地反映室内空气品质的状况。国际上通常选用CO2、CO、HCHO、可吸入性微粒、NOX、SO2、室内细菌总数,加上温度、相对湿度、风速、照度以及噪声共12个指标来定量地反映室内环境质量。这些指标可以根据具体对象适当增减,我国国标中有19个评价指标。
主观评价主要是通过对室内人员的询问得到的,即利用人自身的感觉器官进行描述和评判工作。这些评价用国际通用的调查表方法来规范和量化,主要归纳为4个方面的内容:在室者和来访者对室内空气不接受率,对不佳空气的感受程度,在室者受环境影响而出现的症状及其程度。
个人背景调查中一部分是排他性调查,另一部分是个人资料调查,主要用以排除非室内空气品质因素所引起的干扰以及潜意识对评价的影响,以有助于作出正确判断。
最后综合以上3条路径的资料,通过统计分析,来评价室内空气品质。根据要求,可评定室内空气品质的等级、作出仲裁、提出咨询意见或提供整改对策与措施。
3.2.2olf-decipol定量空气污染指标
丹麦的Fanger教授提出用感官法定量描述污染程度[15]。他采用olf(污染源强度)和decipol(空气品质感知值)作为评价室内空气品质的指标。该方法定义为:1olf为一个“标准人”的污染物散发量,其他污染源也可用它来定量。并用decipol来定量空气品质。1decipol表示用10L/s未污染的空气稀释1olf污染后所获得的室内空气品质。同时结合IAQ主观评价指标PDA(预期不满意百分比)来评价室内空气品质。
3.2.3空气耗氧量COD
空气耗氧量是由前苏联学者于20世纪80年代提出的。空气耗氧量是指利用有机物的被氧化特性,通过一定的方法测定室内VOC(VolatileOrganicCompound)被氧化的空气耗氧量,以表征室内VOC的总浓度。其原理是基于空气污染物中的有机物可被重铬酸钾—硫酸液完全氧化;根据有机物被氧化时消耗的氧气量即可推算出空气耗氧量的含量[16]。
据测定,COD随室外空气污染与室内污染来源如人群活动、吸烟、臭源的程度不同而变化,且与室内空气品质的其他指标如CO2、空气负离子、甲醛、微生物均有明显的相关性,说明它是综合性很强的室内空气污染指标,和其他指标既有联系,又具有本身的相对独立性(反映室内有机物的浓度),为VOC定量评估及室内空气品质的评价提供了有利条件。
3.2.4CFD技术
随着计算机技术、数值模拟技术的发展,利用计算流体力学CFD(ComputationalFluidDynamics)对室内空气流动进行数值模拟的方法应运而生。CFD数值模拟法是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。它可以模拟室内空气中气流的运动状态和污染物在空气中的分布状况。简单地说,该方法就是在计算机上虚拟地做实验,依据室内空气流动的数学物理模型,将房间划分为小的控制体,把控制空气流动的连续的微分方程组离散为非连续的代数方程组,然后结合实际的边界条件在计算机上进行数值求解。只要划分的控制体足够小就可认为离散区域上的离散值代表整个房间内空气分布情况[17]。其理论依据是质量、动量以及能量三大守恒定律[18-20]。
4CFD技术在室内空气研究中的应用
CFD在暖通空调工程中的应用始于1974年,由于数值模拟方法具有周期短、费用低、并且能够预先进行等特点,因此目前被看成是室内空气品质评价最有希望的一种有效工具。国外在这方面发展较快,目前国内也有一些大学或科研机构在对此进行研究。从国内外研究动态来看,目前的相关研究还较多局限于边界形状比较规则的定常室内气流特性和气流品质问题。同时,对室内湍流流动的影响的研究还不深刻。
利用CFD技术研究室内空气品质问题,主要是通过求解偏微分方程,得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气龄等参数,从而评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等[21],并可结合人体舒适的评价标准,来考察舒适性在室内的分布情况,因此近10年来得到了长足的发展。随着计算机运算速度的提高、计算流体模型的完善,数值模拟方法将会成为室内空气客观评价的有效工具,并在模拟室内空气的流动特性方面发挥巨大的作用。
笔者认为,目前用CFD模拟室内空气状况还存在以下问题:
(1)目前,国内外对于室内空气的研究主要集中在对室内通风状况及气流分布情况的研究、热舒适度(温度场)等方面的研究,而对于室内相对湿度和洁净度即室内污染物浓度的研究则不够深入;
(2)现阶段对室内空气的研究大部分是对房间通风的研究,对带有净化器的房间的模拟还较少。随着人们生活水平的不断提高,净化器走进普通居民家中也将成为一种趋势,研究净化器的工作对室内空气的影响有实际意义。
屈伟等[22]应用FLUENT数值模拟法结合污染物检测评价法,模拟了某办公室(见图1)密闭若干小时和通风一定时间后,房间内甲醛浓度的变化。这是与《室内空气质量标准》(GB/T18883—2002)中所要求的状况完全一致的模拟。
图1办公室的几何模型
a房间密闭6hb密闭12h之后通风3min
图2距地板1.2m处甲醛浓度分布图
图2为距地面高度1.2m处的甲醛浓度分布图,a、b两图分别显示了房间密闭6、12h后通风3min的甲醛浓度分布情况。
图3中a、b两图分别为房间内B点在密闭和密闭12h后通风情况下的浓度随时间的变化趋势。
a房间密闭工况b密闭12h之后通风工况
图3B点甲醛浓度随时间的变化
通过模拟室内甲醛浓度的变化情况,使实际监测工作者对室内污染物的分布、扩散、房屋密闭时间、采样不均匀性等诸多方面有了更进一步的认识。
由于污染物的浓度在房间内不是均匀分布的,因此要根据现场情况结合室内空气流体力学的模拟结果合理地选择采样点,并要严格遵守国标规定的房间密闭时间。本实验还探索建立了与实验检测相似的模型,数值模拟的结果可以从时间、空间的不同角度反映出一个先密闭后通风的办公室中污染物的变化规律,这是实验检测难以做到的,为实验研究提供了理论依据。
5展望
随着计算机技术的迅速发展和CFD软件的不断开发与完善,用CFD计算模拟室内任意一点的污染物浓度及室内空气整体的状态和趋势已经越来越受到人们的青睐。研究室内污染物分布规律对开发经济有效的技术措施,控制工作区空气品质具有重要的理论意义和实用价值。
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篇10
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数的变化情况,在2017年1月1日达到了最高值460 μg/m3,1月13日达到最低值约30 μg/m3。
4.2 两卧室内污染物水平分析
4.2.1 PM2.5测试结果分析
4.2.1.1 房间1开窗和关窗时PM2.5质量浓度变化
图2中,12月28日记录20:00 PM2.5浓度水平,12月29日记录早7点的浓度,12月30日记录晚8点的数值,12月31日记录早7点的,以此类推,房间封闭的时间约为24 h,然后记录晚上到早上的数值。其中关窗日为2016年12月的28、30日;2017年1月的1、3、4、6、8、10、12、14、16、18日。对比白天关窗时室内、外PM2.5质量浓度变化可得出3个结论。
第一,在未开窗情况下,室内PM2.5指数变化趋势与室外一致,室外浓度总体上高于室内浓度,这和顾芳婷[5]、杜艳君[6]的研究结论一致,即室外和室内PM2.5浓度呈正相关,室外的PM2.5浓度要高于室内。
第二,从12月28日、1月8日、17日这3 d的室内外浓度对比情况看,当室外的PM2.5浓度降到标一以下时,室内的PM2.5浓度却高于室外,其原因可能是仪器测量误差、室内有污染源或封闭空间的污染扩散速度慢所致。这一现象说明,当室外空气质量达标时,应及时开窗换气。
第三,1月1号20:00时的数据中,室外PM2.5高达480 μg/m3,而室内数值却低至100 μg/m3,这可能与假期时家里长时间使用空气净化器有关。李兆坚等曾经研究过空气净化器的除霾能力,一台国产中高档空气净化器在1.5 h内就可将超过500的重度霾降低到35 μg/m3以下[9]。
图3中,数据从12月27日20:00开始记录,其次是28日早7点,以此类推,中间5号数据缺乏,其中开窗的日期是2016年12月的27、29、31日,2017年的2、5、9、11、13、15、17日。对比白天开窗时室内、外PM2.5质量浓度变化可得出3个结论。
第一,在通风换气情况下,室内空气的PM2.5浓度与室外变化趋势相同,室内浓度总体上低于室外的浓度。
第二,12月29日室内PM2.5浓度高于室外,原因可能是测量误差或室内存在污染源;12月31日晚到1月1日,室内PM2.5浓度降低,而室外浓度增加,原因可能是卧室1晚上使用过空气净化器,使得室内PM2.5指数没有像室外一样增长。
第三,在开窗的情况下,室内PM2.5浓度的数值振动幅度高于关窗的情况,在室外PM2.5数值低于标一数值时,室内的浓度也低于室外的浓度。这一现象说明在室外雾霾严重时不要开窗,室外空气质量达标时及时开窗换气。
4.2.1.2 房间2 开窗和关窗时PM2.5指数变化
图4中,房间2的采样时间记录与卧室1相同。关窗日为2016年12月28、30日;2017年1月的1、3、5、7、9、11、13、15、17日。图5中,数据从12月29日晚8点开始记录,然后是30日早7:00,以此类推,其中开窗的日期是2016年12月的29、31日,2017年1月的2、4、6、8、10、12、14、16日。
对比白天关窗时房间2室内、外PM2.5质量浓度变化可得出两点结论:
第一,室内、外PM2.5的浓度变化相关性明显,趋势基本一致,但室外总体上高于室内;
第二,室外达标和接近达标的次数是8次,室内达标的次数是9次。这种现象和房间1关窗时的变化有些不同,这可能和房间窗户多,封闭不严密有一定关系。
对比白天开窗时房间2室内、外PM2.5质量浓度变化,得出两点结论:
第一,室内外PM2.5浓度变化趋势相近,室外浓度高于室内;
第二,局部振动存在异常时刻,4日20:00记录的数据室内、外差距很大,可能的原因是室内使用了空气净化器。1月10日20:00出现室内PM2.5高于室外的情况,可能是室内有新增污染源。
4.2.2 两卧室内HCHO和TVOC的测试结果分析
4.2.2.1 房间1与房间2的HCHO浓度早晚变化
从图6可以看到,房间1 HCHO浓度平均值超标2倍左右,尽管中间有一般时间开窗换气,但是房间的HCHO浓度没有明显减少。
从图7可以看到,1月29日傍晚至1月10日的大部分时间房间内HCHO超标,而且晚上浓度略高,到了2017年1月11日之后,房间内的HCHO浓度就恢复到正常范围内。其原因可能是房间内临时带入某物品,导致HCHO超标。
4.3.2.2 房间1与房间2 TVOC早晚变化趋势
对比图8、图9,两个房间都存在轻微的TVOC超标的情况,房间1比房间2略严重些。尽管每隔一天开一次窗,房间内的TVOC浓度并没有因此而明显减少。
4.2.3 两卧室内PM10变化情况
对比图10、11的测试结果,可以得出两点结论:
第一,室内外PM10浓度成正相关,这和李晓男研究北京冬天室内外PM10污染影响因素的成果吻合;
第二,1月4日、7日、11日出现晚上的PM10浓度略高于白天浓度的情况,可能和人员活动多及晚上做饭的影响相关。根据张振等对深圳室内空气污染的研究,钟萍等对大学生宿舍的研究发现,室内人员的活动会导致房间PM10浓度超标。
5 结论与建议
(1)本实验采用的仪器精度低,测量的数据量较少,不能通过统计的方法计算出准确的各项污染数据。 但是通过20天的连续观察记录,还是发现了一些北京冬季高中生卧室内存在的空气质量问题,这些问题也基本印证了国内各大研究机构近期对室内外污染气体变化的规律性。
(2)室内空气微粒PM2.5和PM10浓度与室外大气污染呈正相关的关系。根据李兆坚等研究建议,在雾霾严重的天气下,使用空气净化器能够有效改善空气质量,关上窗户之后,开空气净化器2 h左右就可以使室内空气达标。专家建议,即使户外是较为严重的雾霾天,也要每天开窗通风换气,否则容易导致室内其他污染物的累积[9]。但是,根据李娜等的研究,未来北京市常住人口家庭使用空气净化器的耗电量为2.204 ~3.994 亿 k W・h,这将带来能源消耗问题,和能源生产所引起的环境污染问题[8]。2013年北京市政府《北京市2013―2017年清洁行动计划》和《北京市空气重污染应急预案》,以坚决有力的污染控制措施推进首都空气质量改善。解决大气污染问题,转换发展观念,是解决室内PM2.5和PM10问题的根本。
(3)室内空气检测所选用的卧室均为使用多年的房间,但是依然存在HCHO、TVOC超标的情况,房间1超标的原因可能是新购置的写字台和储物架所致,也可能是其他家庭用品导致。张金萍等对家具和服装市场的研究发现,箱包、鞋类、服装等物品内都含有HCHO。TVOC 有多种类别,醛类、酮类、烯类、芳烃类、烷类等化合物[11]。TVOC 对人体的危害较大,在非工作性的室内环境中,存在上百种挥发性有机化合物。有研究表明,TVOC 对女性的影响更大,主要原因是女性身体的脂肪较多,易贮存吸收苯,对妊娠期的孕妇影响更大,很有可能导致胎儿的畸形或死亡[12]。因此,老房间也要重视HCHO、TVOC超标的问题。
(4)生活在高密度的大城市的居民,90%左右的时间都呆在室内,室内空气质量非常重要。但是聘请专业机构对房间进行经常性的检测成本高,因此提倡利用便携式检测仪,养成经常检测空气质量的习惯,提高家长同志们保护室内空气质量的警惕性,努力为孩子的成长创造安全健康的环境。
参考文献:
[1]吕天峰,袁 懋,吕怡兵,等.2007~2015 年北京市室内环境空气污染状况及防治措施[J]. 环境化学,2016,35(10) : 2191~2196.
[2] 茸,刘 斌,张 琦.2009~2013年无锡市新装修居室空气污染状况分析[J].环境卫生学杂志,2016, 6(1):82~84.
[3]龚 伟,娄 畅,王绍华. 北京市延庆区室内环境因素对学龄儿童呼吸系统健康影响的分析[J].现代医学,2016, 44(3):277~283.
[4]张 振,刘国红,彭朝琼,等..深圳市城区居民室内空气污染现状调查[J].环境卫生学杂志,2011,1(5):10~13.
[5]顾芳婷,胡 敏,王 渝,等..北京2009-2010年冬、春季PM2.5污染特征[J].中国环境科学,2016, 36(9): 2578~2584.
[6]杜艳君,张 翼,李.北京市冬季住宅内PM2.5暴露水平及室内外关系的研究[J].环境与健康杂志,2016,33(4):283~286.
[7]杜艳君,孙庆华,李.不同微环境PM2.5个体暴露量的初步研究[J].环境与健康杂志,2016, 33 (3):189~192.
[8]李 娜, 张 博, 杨 红.北京市住宅空气质量及相关能耗调查及分析[J].建筑节能,2016(4):12~14.
[9]李兆坚, 邢科伟,杨潞锋,等.严重雾霾条件下家用空气净化器防霾效果实测分析[J].暖通空调,2016,46(6):14~32.
[10]余卓琪,刘志明,陈喜平.室内空气质量的研究方法及改善措施[J].绿色科技,2016.
[11] 张金萍,于水静,宋梦. 家具和服装市场室内甲醛和PM2.5污染水平的测试研究[J].建筑科学, 2016,32(6).