单片机PM2.5浓度检测仪毕业设计论文豪华版 - 图文(8)

2019-04-14 11:09

PM,英文全称为particulate matter(颗粒物)。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量,这个值越高,就代表空气污染越严重。可吸入颗粒物又称为PM10,指直径大于2.5微米、等于或小于10微米,可以进入人的呼吸系统的颗粒物;总悬浮颗粒物也称为PM100,即直径小于或等于100微米的颗粒物

PM2.5 即细颗粒物,细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

2013年2月,全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。细颗粒物的化学成分主要包括有机碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐(Na+)等。

5.1、PM2.5的主要来源

颗粒物的成分很复杂,主要取决于其来源。主要有自然源和人为源两种,但危害较大的是后者。在学术界的分为一次气溶胶(Primary aerosol)和二次气溶胶(Secondary aerosol)两种。 自然源:

自然源包括土壤扬尘(含有氧化物矿物和其他成分)海盐(颗粒物的第二大来源,其组成与海水的成分类似)、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件,如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰,森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。 人为源:

人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧

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源,如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。

PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料(煤、石油等)和垃圾的燃烧造成的。在发展中国家,煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。燃烧柴油的卡车,排放物中的杂质导致颗粒物较多。

在室内,二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品,都会产生具有严重危害的颗粒物,使用品质较佳的香烟也只是吸烟者的自我安慰,甚至可能因为臭味较低,而造成更大的危害;同理也适用于金纸燃烧、焚香及燃烧蚊香。但是炒菜5分钟,PM2.5增加20倍系误读。 大气化学反应:

除自然源和人为源之外,大气中的气态前体污染物会通过大气化学反应生成二次颗粒物,实现由气体到粒子的相态转换。如:

其中气态硫酸来自OH自由基氧化二氧化硫SO2的气态反应。[2]盐的水合物:如xCl·yH2O、xNO3·yH2O、xSO4·yH2O,随着湿度的变化,水合物对PM2.5的影响较大,水不仅与盐化合物生成水合物,由于湿度的改变还形成了盐的微小溶液液滴。

5.2、PM2.5的现状及常用数据

我国城市环境空气颗粒物污染呈现多类型污染的态势,可以分为:传统的煤烟型,如乌鲁木齐、兰州、太原等(尤其是冬季);煤烟、扬尘和机动车混合型,如郑州、石家庄等;复合型,如北京、天津、广州等。随着经济的迅猛发展,国外数十年发生

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的大气污染问题在我国多个城市集中出现,呈现复合、压缩形态。目前我国超过2/3的城市空气质量不达标,已进入大范围生态退化和复合性环境污染的阶段。如果不采取有效的控制措施,国内的大部分城市最终都将发展成为复合型的颗粒物污染状态。PM2.5是表征大气复合型污染的首要污染物。

如今,中国已成为PM2.5污染最严重的地区之。 常用指标及数据:

细颗粒物的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。细颗粒物指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。

到2010年底为止,除美国和欧盟一些国家将细颗粒物纳入国标并进行强制性限制外,世界上大部分国家都还未开展对细颗粒物的监测,大多通行对PM10进行监测。

PM2.5检测网空气质量新标准:

根据PM2.5检测网的空气质量新标准,24小时平均值标准值分布如下: 空气质量等级 优

24小时PM2.5平均值标准值 0~35

良 35~75

轻度污染 75~115

中度污染

115~150

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重度污染 150~250

严重污染 大于250

及以上

世界卫生组织(WHO)2005年《空气质量准则》 项目 准则值

年均值 10

日均值 25

过渡期目标1 35

75

过渡期目标2 25

50

过渡期目标3 15

37.5

5.2、设计主要用途及应用的场景

5.2.1、主要用途

本设计主要可用于室内和户外的空气质量(主要是PM2.5)的检测,可调节的报警浓度的设计,可用于长期检测和提醒PM2.5浓度。

5.2.2、应用场景

办公室空气检测和提醒,公共场合控烟,空调和通风口处监测,气象台,观测站,马路口监测为期排量

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5.3、应用设计进行的相关实验及结论分析

5.3.1、实验一 :东湖公园检测测

日期 7:00 12:30 20:00 平均 5月31日 0.07 0.12 0.09 0.093 6月1日 0.09 0.14 0.10 0.11 6月2日

0.08

0.15

0.10

0.11

(单位:毫克/立方米)5.3.2、实验二:路口检测

时间/地点

7:00

12:30 20:00 平均 6.1/罗湖区0.18 0.15

0.19

0.173

东湖路

6.2/罗湖区0.20 0.15 0.20 0.183

东湖路

6.3/深南大0.28 0.22 0.32 0.27

道科技园段

6.4/深南大0.29 0.21 0.31 0.27

道科技园段

(单位:毫克/立方米)

5.3.3、实验三:常见生活场景检测

时间/地点 7:00 12:30 20:00 平均 6.1/卧室

0.07

0.10

0.09

0.86

36


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