空气质量监测的高灵敏差分吸收光谱学技术

差分吸收光谱学技术以其多组份、高灵敏、连续实时在线的测量方式正成为空气质量监测的理想工具,是空气质量污染指标常规在线监测技术的发展方向。介绍了差分吸收光谱学技术的原理、关键技术以及所研制的空气质量自动监测系统。重点介绍了该项技术在环境空气质量自动在线监测中的应用。     

基于北斗和ZigBee的环境质量监测系统设计

针对目前环境空气质量监测系统大多操作复杂、显示控制单一及不能远距离报警的弊端,设计了基于北斗和ZigBee的环境空气质量监测系统,该系统可以在远距离的情况下自动完成组网,实现对空气中的温度、湿度和烟雾空气指标的监测和预警功能;系统中的采集端主控模块完成对多种传感器采集的信息进行显示与参数的设置工作,采用数字式温湿度传感器和离子烟感实时采集空气中的监测对象,空气指标数据通过每个子模块中的ZigBee路由及终端节点组成的无线局域网进行数据的传输,所有信息汇总后由ZigBee协调节点模块经北斗卫星网络进行实时传输,从而实现对远程空气质量监控的目的;经实验证明该系统温度误差值小于2.5%,湿度误差值小于等于4%,具有传输稳定、使用领域广阔和覆盖面积大等优点,符合未来智能报警领域的发展趋势,具有一定的实用价值和可推广性。     

西昌经久工业园区环境现状监测研究

以国标法为检测标准,对西昌经久工业园区区域地表水、环境空气主要污染指标进行检测与监测。通过现场监测、室内分析和数据处理表明:西昌经久工业园区区域地表水、环境空气主要污染指标达到国家环境要求。     

离子色谱法测定气态污染物中硫酸雾方法

硫酸雾在空气中存在的3种环境条件，分别为外排废气、工作场所、外环境空气。目前国标法只对外排废气中硫酸雾监测采用铬酸钡分光光度法作了规定，对工作场所、外环境空气中硫酸雾检测没有成熟分析方法。作为改进和完善，研究建立了不同环境条件下硫酸雾监测分析方法。     

大气光学遥感监测技术现状与发展趋势

针对开展环境空气中的痕量污染气体监测研究的需求,综述了目前应用较广的光谱遥感监测技术。阐述了利用光学遥感技术监测大气环境的工作原理,详细介绍了几种主流的大气监测技术,包括傅里叶变换红外光谱技术,差分吸收光谱技术,激光长程吸收技术,可调谐激光二极管吸收光谱技术,差分吸收激光雷达技术,指出了上述监测方法的特点并对它们的优缺点进行了分析与比较。     

气相色谱法测定环境空气中的微量乙酸

以填充多孔聚合物聚苯乙烯的吸附采样管吸附环境空气中的微量乙酸,样品经自动热脱附仪解吸,用强极性的色谱柱分离,氢火焰离子化检测器检测,方法最低检出浓度为0.10mg/m3,相对标准偏差在5%以下,加标回收率在86.2%—105.2%之间。方法操作简便、快速,适用于环境空气中微量乙酸的监测,实际测定结果满意。     

湍流空气射流引射特性的模拟研究

本文采用数值模拟方法,研究了湍流空气射流对环境空气的引射特性,包括等温射流和非等温射流情形.结果表明,由于射流不停地引射环境空气,射流"势核"区下游的温度与轴向速度迅速降低;射流引射量的模拟结果与文献中报道的、采用多孔壁技术进行实验所建立的关联式良好符合.     

用太阳光谱测量空气中NO2浓度的方法研究

根据Noxon方法,利用NO₂在430—450nm范围内的吸收特性,测量空气中NO ₂的浓度.介绍了一种利用光学差分吸收原理,以太阳光为光源,二极管阵列为探测器 ,黄山光明顶上的太阳光谱为参考光谱测量大气中NO₂浓度的新光学方法. 关键词： 太阳光谱 2垂直柱体密度')" href="#">NO₂垂直柱体密度 定日镜 环境空气质量监测     

空气有害气体监测演示系统

设计和制作了空气常见有害气体的监测演示实验系统,介绍了有害气体实时监测的原理和过程.实验结果表明:监测结果迅速、准确,并提供了友好的人机交互界面和报警系统.     

基于近红外光电技术的脑水肿无创监测方法

提出了基于近红外光电技术的脑水肿无创监测方法,对大鼠脑水肿的程度进行无创监测.阐述了监测设备的测量原理和系统组成,并对大鼠实验数据结果进行了分析.监测系统光源选用760 nm和程序850 nm的双波长发光二极管,通过恒流源电路驱动进行驱动.选用OPT101作为检测器,用锁相放大电路和滤波电路对所测信号进行处理.在LabVIEW环境下通过数据采集卡进行数据采集,并进行后期处理,该系统能够实时测量大鼠脑组织的血氧变化.利用该系统测量脑水肿模型的大鼠,分析了光强、血氧参量的变化与脑水肿变化的关系.研究结果表明近红外光电技术可应用于对大鼠脑水肿程度进行无损监测.     

Double-Membrane Sampling System in a Mass Spectrometer for the Study of Exhaled Air

Technical Physics - A double-membrane sample-introduction system is described that enables mass spectrometric determination of volatile organic compounds in air, while ensuring their detection...     

人工神经网络法对多组分大气污染物的同时监测

用 18 7 8的反向传播人工神经网络 (BP ANN)模型 ,对FTIR光谱图存在着严重混叠干扰的八种有毒易挥发有机化合物 (VOCs)组成的大气污染物进行了同时定量测定 ,得到了各污染物的浓度。所测定的八种VOCs为苯乙酮 ,苯酚 ,三氯甲苯 ,1,3丁二烯 ,氯苯 ,甲醇 ,三氯代乙烷和二氯甲烷。用标准预测误差 (%SEP) ,平均预测误差 (MPE)和平均相对误差 (MRE)来评价其预测能力。结果表明 ,本方法对多组分大气污染物定量分析 ,能够得到较为满意的结果。     

亚稳态能量转移发射光谱法的研究—挥发性有机物的分析特性

本文提出了采用微波放电获得亚稳态活化氮。有机化合物与活化氮混合后产生CN基团,考察了各实验参数对CN发射强度的影响。在388.3nm处测定CN带发射,对一些挥发性有机化合物测试结果表明,检出限为ng级。并对活化氮的化学活性进行了初步的探讨。     

FTIR同时测定多组分室内有机污染气体的方法研究

随着环保意识的增强,室内空气污染问题越来越引起人们的重视,尤其是挥发性有机化合物(VOCs)的污染。急需建立室内有机污染气体的多组分同时快速检测方法。文章采用红外光谱技术与化学计量学方法相结合,建立了同时测定室内主要有机污染气体苯、甲苯、二甲苯的分析方法。选择红外光谱中3 000～2 600 cm-1,1 100～600 cm-1两个谱段建立分析校正模型,对气体样品中苯、甲苯、二甲苯3种组分的计算浓度与标准浓度之间的复相关系数(r2)分别为0.970,0.955和0.946,校正集的均方根偏差(RMSEC)分别为0.074 2,0.081 9,0.087 7,预测集的均方根偏差(RMSEP)分别为0.132,0.134和0.033 3。 对未知样品的预测结果在误差允许范围内,用该方法同时测定多组分室内有机污染气体是可行的。采用偏最小二乘(PLS)算法所得分析校正模型的各性能指标略优于主成分回归(PCR)算法。     

LIBS和Raman光谱的VOCs在线探测

作为一种主要的大气污染物,挥发性有机物（VOCs）因其对大气环境极强的破坏性和生理毒性而受到广泛的关注,在线探测大气中挥发性有机物是一个极具挑战性的工作。将激光诱导击穿光谱（LIBS）与Raman光谱相结合,分别从原子发射光谱及分子结构信息角度对挥发性有机物进行了分析。在线原位检测得到的LIBS光谱观测到了Br元素特征谱线及N,O和H等空气所含元素特征谱线。实验成功探测到了挥发在空气中的邻氟溴苯,对于大气中溴的探测及其相关反应机理研究提供了支持。对于高能激光作用下产生的CN和C₂自由基分子,具体分析了二者产生机理。激光脉冲使空气中的氮气和邻氟溴苯的苯电离分解,邻氟溴苯中的碳原子与空气中的氮发生反应,会形成高温的等离子体,其中的碳氮原子再重新自由组合从而形成CN自由基并自发辐射,通过光谱仪可采集到该自由基的自发辐射的分子谱。待测样品邻氟溴苯分子含有苯环,分子中存在多个碳原子。在强激光作用下邻氟溴苯分子发生光解离,易于形成C₂自由基分子,并辐射产生C₂自由基光谱。实验验证了C₂自由基来自于邻氟溴苯样品里的苯环基团。为增加对挥发性有机物分子结构信息的了解,Raman光谱在线探测的引入很有必要。在样品Raman光谱实验结果的基础上,结合了密度泛函理论（DFT）对其振动模式及分布进行了计算拟合,对其振动产生的特征峰进行了标定并获得了其特征光谱指纹。强度较高的4个峰（310,833,1 036和1 244 cm-1）是C-Br键及C-F键振动表征,特别是前二者（310和833 cm-1）显示存在溴、氟原子位移,可作为该分子的特征光谱指纹对其进行识别。实验证明,LIBS与Raman光谱相结合应用至VOCs的在线探测具有很好的效果,对相关探测工作具有重要参考价值。     

遥感FTIR在大气环境监测中的新发展

遥感傅里叶变换红外光谱(RS-FTIR)是当前大气环境监测中的一种重要手段,它具有灵敏度高,选择性好,不需取样和样品的预处理,能够同时监测多种化合物,能提供远距离实时自动监测的优点,适用于大气有毒易挥发有机化合物(VOCs)的定性、定量测定和遥感实时动态监测。文章综述了南京理工大学现代光谱研究室近几年来在RS-FTIR大气环境监测领域的研究进展,包括化学计量学,计算机层析(CT),FTIR谱图解析,大气污染物空间浓度分布监测,被动式遥感监测等方面的最新研究成果。这些研究成果充分表明,遥感FTIR技术的快速发展和应用,促进了分析化学在时空上的延伸,在大气环境监测领域中必将有更广泛的应用前景。     

吹扫捕集气相色谱法分析化妆品中挥发性化合物

建立了同时测定化妆品中7种挥发性化合物的吹扫捕集气相色谱法（PT-GC）,该方法最大的优点就是不用任何有机溶剂对样品萃取和浓缩,减少了对环境的污染,具有灵敏度高、检出限低、定量准确、操作简便等特点。结果表明：此方法有较好的重复性,相对标准偏差在6%以下;检出限为0.3056-7.1373ng/mL;7种物质的回收率在80.87%—107.15%之间。     

Use of Soft Plasma Ionization Source at Evacuated Air Atmospheres in Time-of-Flight Mass Spectrometry to Suppress Fragmentation of Volatile Organic Compounds

This study describes a measuring system for mass spectrometry, consisting of a glow discharge ionization source for soft plasma ionization and a time-of-flight mass spectrometer, to detect toxic volatile organic compounds rapidly and easily. It is the most important to determine how the complicated fragmentation of such compounds can be suppressed to occur so as to recognize the mass spectra of the volatile organic compounds as their fingerprints. The novelty of this work is that the optimal discharge condition for the soft plasma ionization–time-of-flight mass spectrometer system could be selected, so that the parent mass peak of analyte molecules could be observed both with high sensitivity and with little or no fragmentation of them. Use of air gas at a pressure of 1000 Pa provided the most favorable result for these criteria, whereas, in a previous report, the soft plasma ionization source operating with argon at a pressure of 346 Pa had yielded additional mass peaks of the fragmented species. The reason for this would be explained by the fact that energetic electrons in the plasma, which principally cause the fragmentation of the volatile organic compounds, have lower number density at higher gas pressures, through de-accelerated collisions with the plasma gas.     

Microstructural investigations of sorption layers in mass-sensitive sensors for the detection of nitrogen-containing compounds

The influence of the nature of sorption phases on the microweighing parameters of volatile organic compounds sorbed from gases and vapors is investigated using microstructural methods. The mechanism of interaction between nitrogen-containing compounds and universal polymeric and solid-phase specific sorbents is found. The roughness parameters of piezoelectric-resonator electrodes are estimated before and after the deposition of thin sorbent films and during the sorption and desorption of nitrogen-containing compound vapors. Recommendations on how to employ piezoelectric resonators with films for identifying different compounds of gas and air mixtures are presented.     

Estimation of Qualitative and Quantitative Parameters of Air Cleaning by a Pulsed Corona Discharge Using Multicomponent Standard Mixtures

The efficiency of removal of volatile organic impurities in air by a pulsed corona discharge is investigated using model mixtures. Based on the method of competing reactions, an approach to estimating the qualitative and quantitative parameters of the employed electrophysical technique is proposed. The concept of the “toluene coefficient” characterizing the relative reactivity of a component as compared to toluene is introduced. It is proposed that the energy efficiency of the electrophysical method be estimated using the concept of diversified yield of the removal process. Such an approach makes it possible to substantially intensify the determination of energy parameters of removal of impurities and can also serve as a criterion for estimating the effectiveness of various methods in which a nonequilibrium plasma is used for air cleaning from volatile impurities.