环境大气分析

摘 要：大气中的有害物质是多种多样的，不同地区污染类型和排放污染物种类不尽相同，因此，在进行大气质量评价时，应根据各地的实际情况确定需要检测的大气环境指标。　　关键字：大气环境 质量监测 分析方法　　大气中的有害物质是多种多样的，不同地区污染类型和排放污染物种类不尽相同，因此，在进行大气质量评价时，应根据各地的实际情况确定需要检测的大气环境指标。　　大气中常见的污染物有总悬浮颗粒物、降尘、可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、总烃、铅、氟化物、臭氧和苯并[a]芘。　　颗粒物质的测定:颗粒物质是大气污染物中数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种，它本身可以是有毒物质，还可以是其他有毒有害物质在大气中的运载体、催化剂或反应床。在某些情况下，颗粒物质与所吸附的气态或蒸气态物质结合，会产生比单个组分更大的协同毒性作用。所以，对颗粒物质的研究是控制大气污染的一个重要内容.大气中颗粒物质的检测项目有：总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物浓度及粒度分布的测定、降尘量的测定、颗粒中化学组分的测定。　　其中，颗粒物浓度的测定最常用的是重量法，原理是：使一定体积的空气进入切割器，将大于某一粒径的微粒分离,小于这一粒径的微粒随着气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上。根据采样前后滤膜的重量差及采样体积，计算出颗粒物浓度，以mg/m3表示(m3指标准状况下)。　　二氧化硫的测定: 大气中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各种硫酸盐。他们主要来源于煤和石油燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。　　作为大气污染的主要指标之一，二氧化硫在各种大气污染物中分布最广、影响最大，因此，在硫氧化物的检测中常常以二氧化硫为代表。　　二氧化硫对人体健康、生活和工农业生产等各方面的影响。　　测定二氧化硫的方法主要有四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法(GB 8970-88)、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法(GB/T 15262-94)、钍试剂分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法、定电位电解法(HJ/T57-2000)。　　甲醛缓冲溶液-副玫瑰苯胺分光光度法测定二氧化硫:二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577nm处测定。　　氮氧化物的测定:氮氧化物主要来源于石化燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气，以及汽车排气。　　氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等，这些氧化物中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮。　　氮氧化物及其在空气中的反应产物对人体健康的影响。　　大气中氮氧化物的测定可分为化学法和仪器法两类。　　化学法中最常用的是Saltzman法( GB/T 15435-95)、酸性高锰酸钾溶液氧化法、三氧化铬-石英砂氧化法。其中Saltzman法仅适于测二氧化氮的含量，酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-石英砂氧化法可以检测大气中氮氧化物总量。　　仪器法有化学光化法和库仑原电池法等。　　Saltzman法测定二氧化氮的基本原理: 空气中的二氧化氮与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成粉红色的偶氮染料，于波长540～545 nm之间用分光光度计测定其吸光度。　　更多详情请关注:青岛佳明测控仪器有限公司官方主页 http://www.cn-cems.com/

导语2021年11月2日，《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》印发实施，明确提出提升生态环境治理现代化水平的重大任务。《意见》突出精准监管、科学监管、有效监管，从提升执法效能、提高监测能力、加强科技保障三方面，构建推进生态环境治理能力现代化的支撑体系。提出了建立健全基于现代感知技术和大数据技术的生态环境监测网络，强调了现代化信息技术在生态环境监测领域的作用，并坚持问题导向，针对生态环境监测体系薄弱环节提出了补齐短板和确保数据“真、准、全”的措施。无锡中科光电以解决大气环境组分在线监测领域的数据质量不高、运维不规范、数据分析与模型应用难等问题为入手，以数据质量驱动运维过程管理、数据质控流转与跟踪，提升数据的准确度、时效性、连续性和一致性；集成自主研发的OBM等模型算法，结合长期从事大气环境组分数据分析经验积累，形成各类问题场景的分析专题，以支撑细颗粒物与臭氧协同控制工作的有效开展。解决方案01数据质量参差不齐，难以满足国家考核的要求，也难以支撑应用分析。大气环境组分数据种类多且物质浓度较低，数据质量参差不齐，需加强运维管理和数据审核工作，以提升监测数据的质量和充分发挥监测数据的作用。平台运维管理模块遵循国家监测总站的技术方案配置运维规则，实现运维过程的监管和绩效考核，满足运维规范化要求；平台审核模块遵循国家组分网审核技术规范，实现初审、复审工作的在线开展和对审核工作进度跟踪等功能。02审核工作量大、技术要求高、经验积累不足。组分物种数据众多，尤其是挥发性有机物中物种达一百多种，人工审核工作量巨大。平台审核模块提供自动审核和人工审核，自动审核是基于公司技术团队多年从事数据审核积累经验通过机器深度学习技术来实现，以最大程度减少人力工作；提供监测数据图形化审核功能，以达到便捷高效；同时提供仪器标定信息和审核全程操作记录，方便审核参考。03数据分析能力不够，难以满足复杂成因分析和环境改善管理的需求平台从特征、成因、来源、气象和垂直等多角度多层次分析污染成因及来源，实现污染过程分析时效性；提供周期性统计与分析等例行工作的自动报告生成功能；拥有自主知识产权的OBM等模型算法模拟臭氧生成过程，更真实反应本地化组分的臭氧生成潜势和影响，基于OBM模型分析；拥有丰富的污染源特征谱数据库，提升来源解析结果可靠性。产品优势01标准规范平台遵循国家组分自动监测质量控制技术规定和审核三级体系架构，与总站光化学质控平台实现无缝数据交换。02专业高效基于公司在组分数据质控和应用分析长期积累的经验，通过人工智能模型注入到平台，提升数据准确率、审核效率和数据分析的有效性。03业务能力强组分网运维、质控和分析的国家队，参与国家、省、市光化学组分网审核技术规范编制，参与国家、省、市组分网的运维服务和数据质控服务。典型案例中国环境监测总站案例基于《2021年-2022年全国光化学监测数据检查处理》研发的国家光化学监测数据质控与分析平台，已在总站上线运行。组分平台及质控服务案例在全国多省、市级单位均有响应的组分平台在运行，为客户提供专业数据分析与管控支撑。连续四年为中国环境监测总站提供数据质控服务，连续三年为成都市提供超站数据质控服务。此外为湖北、四川、南京、杭州等省、市级环境监测中心站提供数据质控服务。版权归无锡中科光电所有

环境空气质量直接影响着公众健康与生活质量。世界卫生组织指出，空气污染是全球最为严峻的公共健康挑战之一，PM2.5暴露量每增加10微克/立方米，全球死亡率就会增加1.08倍，这一严峻事实导致每年数以千计的生命损失。现如今，城市快速扩张，工业化进程不断加速，城市恶臭污染问题日益凸显，恶臭投诉占所有环境投诉的比例逐年递增，成为亟待政府应对的重大议题。鉴于此，国家在实现“双碳”目标和施行社会经济绿色转型的大方针过程中，环境空气改善成为城市发展和治理的重中之重。在应对气候变化与治理大气污染的行动中，氢能作为一种清洁能源，其发展和应用成为优化环境空气质量、实现绿色低碳转型的关键策略。氢能，以其清洁、高效及可再生性的独特优势正成为驱动全球经济向绿色低碳模式转变的核心动力。中国政府通过发布《中国氢能产业发展规划》，明确将氢能纳入国家能源战略版图，彰显了对这一未来能源支柱的高度重视。氢能作为新能源领域内迅速崛起的“新星”，引领了全球范围内氢能技术研发、基础设施建设及市场应用的蓬勃发展趋势。然而氢能生产也面临诸多挑战，其在成本、生产工艺、储存、运输等过程也存在一些亟待克服的难题，需要持续的技术革新使其能够对抗气候变化和环境污染。精准的环境空气监测技术和安全高效的清洁能源生产工艺等，是推进环境改善和能源转型征途中的“利刃”，对于攻克现存难题至关重要。英国豪迈集团是一家致力于生命安全技术的全球性集团，通过其三大事业部的解决方案（安全、环境与分析、医疗健康），始终致力于为世界解决棘手的难题，持续创造积极的影响。其中，来自于豪迈环境与分析事业部的北京科尔康安全设备制造有限公司（Crowcon）、艾里卡特科技有限公司(Alicat Scientific)、海洋光学（Ocean Optics）三家子公司分别在气体监测、氢能安全及工艺制造等方面具有独特的技术优势，并拥有解决行业内一系列复杂难题的成熟的解决方案。科尔康成立于1970年，专业从事研发、生产和制造气体检测仪器和系统，专注于气体安全，空气质量和气体过程控制领域。公司多样化的产品线涵盖了可燃气体、有毒有害气体、恶臭异味和挥发性有机化合物等多种气体精密检测设备与系统，广泛应用于环保、新能源、石油天然气、化工、电力和船舶等领域，为各行业的安全运营和环境保护提供坚实保障。经历多年发展，科尔康本土化进程快速，在华本土化产品已占其收入的一半以上，从研发设计到生产组装的全过程均在国内完成，不仅贴近市场需求，还显著提升了响应速度和服务效率。艾里卡特作为层流压差技术的先行者，通过其高精度的流量与压力控制设备，在全球环保和工业进步中扮演重要角色。这些设备凭借出色的测量精度和控制能力，被广泛应用于实验室研究、环境保护监测、泄露测试、生物技术中的发酵过程控制、燃料电池技术以及其他多种工业场景，为科学研究和工业生产提供了不可或缺的支持。海洋光学凭借在光谱分析领域的深厚积累，为大气监测技术的研发与实施提供了创新视角。其科研级光纤光谱仪和其他高性能光谱仪产品，不仅促进了对光与物质相互作用的深入理解，还在推动环境空气监测的精度提升、数据分析等方面发挥了关键作用，是实现环境绿色转型和可持续发展目标的重要技术推手。在解决大气监测及氢能生产领域的部分实际难题中，三家子公司凭借其专业优势，提供了针对性强且高效的方案：科尔康、艾里卡特、海洋光学解决方案应对“大气”监测行业难题难题1：工业环境、生产工艺、污水处理厂、垃圾填埋场等有毒、有害、易燃气体泄漏屡次造成环境安全问题，相关投诉居高不下，政府部门亟需相应的解决方案来提供精确的数据并准确定位污染源。解决方案1：此问题的产生与检测手段的缺失、监测手段的有效性不足等息息相关，科尔康凭借其领先的技术和丰富的经验，为不同行业提供了全方位的气体检测与监测方案，包括化工园区有毒有害气体监测整体解决方案、城市网格化气体监测解决方案、VOCs无组织排放的厂界、排口监测解决方案、恶臭气体监测解决方案等。针对垃圾填埋场这一典型且严峻的恶臭气体污染问题，科尔康设计了一套高度集成的恶臭污染物在线监测系统，可定位中国最大的二级城市之一垃圾填埋场的污染源，精确锁定污染源头，有效防御气体泄漏事故。该系统整合了先进的传感技术与数据分析能力，不仅能模拟人类嗅觉的敏感度与辨别力，在多变的作业环境中迅速识别并精确定量各类恶臭气体浓度，还能对垃圾处理链中每一步的气体排放进行实时监测，通过持续不间断的24小时监控，即使在夜间或企业非正常工作时段发生的偷排行为，系统也能立即捕捉数据，并自动将监测数据实时传输至环保监管机构，为环境监管提供坚实的数据支持。以国内某大型二线城市的垃圾填埋场为例，其面临的恶臭污染挑战是一个典型的复杂环境治理案例，通过采用科尔康AMG-2000恶臭气体网格化监测预警系统，这一难题得到了实质性的解决。除了垃圾填埋场，该场内还有餐厨一期、餐厨二期、厨余垃圾处理项目，恶臭排放源多，恶臭污染受到了周围居民的大量投诉，需要精准地找到主要污染源。科尔康AMG-2000系统对该填埋场的部署，建设形成了全面的网格化监控网络平台，能够精细化管理每个潜在的污染区域，通过密集布点和实时数据分析，能够迅速识别出主要的恶臭排放源，是对传统监测手段的有效补充与升级，有效解决了垃圾填埋场恶臭气体监测手段缺失的问题。科尔康 气体检测产品难题2：目前，针对空气污染的应对措施主要有佩戴口罩、工业级空气净化以及大气质量检测三种方式，其中，大气质量检测和校准需要非常精确，且在恶劣的气候环境下，对大气颗粒物的精准监测和流量校准更是一个巨大的挑战。解决方案2：大气质量检测方法中，流量计被广泛应用。艾里卡特作为全球杰出的质量流量计与控制器制造商，其产品在精度与可靠性方面的创新技术确保了即使在温度和湿度不断变化的环境条件下，仍然能为大气检测提供精确无误的数据。艾里卡特的便携式气体流量计在大气采样校准过程中展现出极高的灵活性与准确性，强化了监测数据的可信度；其流量计则广泛配套于挥发性有机化合物（VOCs）分析仪、颗粒物与气态污染物连续排放监测系统（PM/CEMS烟气分析仪）中，这些设备对于追踪工业排放、评估空气质量影响具有重要作用。针对极端气候与环境挑战，艾里卡特特别设计的FP-25流量计，相对于常规流量计增加了湿度补偿功能，能有效应对高湿度环境下测量精度下降的问题，同时，产品还配备了IP67级别防护，开发了专用的手机APP用于蓝牙通讯，确保在雨雪等恶劣天气中，蓝牙信号传输稳定，简化了数据采集流程，提高了现场作业的效率与便捷性，这些创新设计极大地扩展了流量计的适用范围，使其成为户外监测与应急响应的理想选择。艾里卡特 气体检测产品难题3：近几年，机动车造成的空气污染日益严重，防治尾气污染是大气环境治理的重点工作，我国出台了超低排放政策，其中要求在极低浓度和低样本量水平下进行高质量的监测，而如何实现更加快速、准确、便捷、实时的监测成为了行业的一大难题。解决方案3：海洋光学作为微型光谱仪领域的发明者，其创新的光谱仪技术凭借超高的灵敏度、稳定性能和紧凑轻便的设计，已成为大气监测领域不可或缺的核心组件，并成功实现了从实验室精密测量到现场在线监测的跨越，促进了环境科研与工业应用的深度融合。依托深厚的光谱仪研发与制造底蕴，海洋光学为现场监测应用打造了一系列高性能光谱检测核心模块及便捷的开发工具包，极大缩短了客户的研发周期，同时确保了监测数据的高精确度与可靠性。在气体监测领域，海洋光学的光谱仪技术在要求严苛的超低排放监测，如汽车尾气排放控制等领域发挥着关键作用。这些光谱仪能够精准识别并量化多种气体成分，如氮氧化物（NOx）、二氧化碳（CO2）、挥发性有机化合物（VOCs）等，为环保合规性检查、污染源追踪及空气质量改善计划提供了坚实的数据支撑。海洋光学 核心组件科尔康、艾里卡特解决方案应对“氢能”行业难题难题1：泄漏和爆炸是近年来氢气安全事故的主要原因。相较于常规能源，氢气具有氢脆性、易泄漏和易扩散等不利于安全的特性，整个产业链的安全性是氢能全生命周期的关键瓶颈问题。解决方案1：针对氢能行业独特的需求，科尔康专注于为氢能应用场景定制气体检测解决方案，通过在氢能生产设备的关键部位，如制氢装置、加氢装置、储氢和运氢装置中安装高性能的气体检测装置，有效监控氢气浓度和泄漏情况，确保人员安全与设施的完好。科尔康凭借其全面的气体检测技术，覆盖氢能产业链的每一个细节，其中不仅包含预防各个环节氢气泄漏所引起的潜在危险，同时提供氢气制备过程中的质量监控，其产品形式覆盖便携式和在线式两种，满足客户巡查和实时监测的多种需求：在上游的电解水制氢阶段，氢气报警仪、氢中氧与氧中氢分析仪等设备，确保制氢过程的安全和高效；在中游氢气储运环节，通过便携式氢气泄漏检测仪、氢气报警仪和紫外氢火焰探测器，对氢气运输管道和高压储罐实施严密监控；在氢能基地建设和下游加氢站中，科尔康提供的氢气泄露报警仪和针对氢燃料的紫外火焰检测仪，弥补了传统红外探测技术在氢气检测上的不足，确保作业区域的安全无虞。难题2：氢能想要成为一种真正可行的替代能源，其工艺效率至关重要。该行业需要大量的气体质量流量控制器来改进燃料电池和大功率电机。解决方案2：艾里卡特一直是氢能解决方案的先驱，在此行业已深耕多年，早在氢能领域发展初期，就参与到北美市场和国内相关研究所实验设备的定制研发，跟氢能行业一起发展成长。艾里卡特流量与压力测控产品，在推动氢能与燃料电池技术创新、开发高效的氢燃料电池系统扮演着至关重要的角色，行业内应用极为广泛，市场占有率高达90%。其顶配产品具备测量高至10000 SLPM氢气流速的能力，不仅满足了当前对氢燃料电池高效率、大功率输出的需求，更为未来开发更高性能的燃料电池和电机奠定了坚实的技术基础。针对氢能行业的需求，艾里卡特设计了氢气行业专用仪表，不仅促进了燃料电池技术的快速进步，还加速了从实验室研发到商业化应用的转化过程。其产品广泛应用于燃料电池电堆的性能测试、系统气密性检测、氢燃料发动机的测试，以及氢气生产与处理设备之中，为整个氢能产业链的高质量发展贡献力量。关于英国豪迈集团：英国豪迈集团自创立以来，始终处于生命安全技术领域的前沿，致力于开发创新产品和解决方案，以应对包括空气和水污染在内的全球关键挑战。公司聚焦安全、环境分析和医疗健康三大市场领域，通过不断的投资研发、战略收购以及国际合作，持续强化集团在领域内的领导地位，旨在为全球各地的人们创造一个更加安全、清洁和健康的环境。