大气中颗粒物检测方案(气溶胶检测)

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疾病预防与控制中心 大气监测系统改造方案 疾病预防与控制中心大气监测系统 改造方案 编制： 审核： 批准： 北京是卓科技有限公司 2019年07月 目录 一． 项目简介 2 二． 监测目的 2 三． 监测范围 2 四． 监测内容 2 五． 监测方案 3 项目简介 中国经济进入经济新常态，进入以转变发展方式、保障改善民生、调整经济结构、提高发展质量为突出特征的新发展时期。随着国家建设创新型国家、大力发展战略新兴产业、加大环境保护力度等政策的明确以及《环境保护法》及一系列的政策、法律出台，公司以环境业务为代表的主营业务发展也将面临更多的机遇。另外，根据环保部规划，“十三五”期间，要根据大气、水、土壤三大行动计划实施的需求，整合优化环境监测网络，不断强化污染源监测、环境应急与预警监测，持续推进环境遥感与地面生态环境监测，不断加强监测质量管理与信息公开。对于未来环境业务的发展带来了众多机遇。环境的影响对人群的健康影响愈来愈突出。大气环境形势十分严峻，空气污染呈现明显的区域和季节特征，雾霾天气日趋增加，影响范围逐渐扩大。为做好空气污染对人群健康影响监测工作，结合辖区实际，特制定本改造方案。  监测目的 通过开展空气污染（雾霾）特征污染物及成分对人群健康影响监测，分析不同地区空气细颗粒物PM2.5污染特征及成分差异，了解不同地区空气污染对居民产生的急性影响和相关疾病患病情况。  监测范围 根据《年空气污染对人群健康影响》要求，对 省辖区……等地市作为监测点。     监测内容 4.1雾霾特征污染物（PM2.5）监测和成分分析  自设备安装投运始，实时在线监测，遇到雾霾天气连续在监测点进行空气PM2.5采样，每天采样时间不少于20小时。监测PM2.5质量浓度，分析影响空气质量的污染源源头及颗粒物运行轨迹。 4.2小学生健康影响调查 采用整群随机抽样方法，选择3-5年级小学生600名进行健康问卷调查，并从中抽取150名学生开展肺功能测试。遇到雾霾天（AQI﹥200）每日开展B2卷调查至雾霾结束后3天（至少4天），并于雾霾发生期间对相同对象再开展1次肺功能测试。  4.3社区人群健康监测 社区人群健康监测A卷和B卷每3年调查1次；C卷每年调查2次，分别于夏季（7月中旬）和冬季（11月中旬）各进行1次。自加入监测年份起4年内完成冬季、夏季和过渡季（春/秋季）三种不同季节的出行模式调查。在夏季和冬季分别完成C卷调查各1次；但若有新加入的调查对象，除了在夏季和冬季完成两次C卷调查外，还需对新加入的调查对象完成A卷和B卷调查。 4.4质量控制   遵循科学、随机的原则，严格按照要求确定监测范围和对象。调查员应由专业技术人员组成，并经过自治区疾控中心统一培训。参加监测工作的实验室要经过严格的筛选，有健全的质量管理措施，包括检测人员、检测方法、设备和标准物质、空气污染物现场采样、样品运输保存、实验室成分分析、健康调查、数据录入、统计分析等全过程质量控制。由自治区疾控中心组织开展现场督导检查、抽样复核，对监测数据逐级审核。  4.5数据上报和总结 监测信息通过《空气污染健康影响监测信息系统》进行数据录入、结合监测数据，进行大数据分析，总结空气污染对人群健康影响上报至疾控中心。 监测方案 5.1被测对象特性 结合监测对象实际情况，范围广、环境情况复杂、随机性强等特点，进行综合评审，监测设备需具备下述特性： （1）大功率：监测距离远，降低设备维护，节约后期投入成本； （2）小型一体化：设备体积小，降低设备的占地及施工投入； （3）认证：需有第三方产品性能及人眼安全认证； （4）精度高：测量结果准备可靠，并配有校准设备。 5.2方案论证 目前能够实现雾霾监测的设备主要有两类，下面分为方案一和方案二进行对比分析。 5.2.1方案一：β射线法 β射线测试法原理：粉尘粒子吸收β射线的量与粉尘粒子的质量成正比关系。根据粉尘粒子的吸收β射线的多少，计算出粉尘的质量浓度（mg/m3）。 优点：此原理不受粉尘粒子大小及颜色的影响。直读、快速测尘仪、操作简便。 缺点：测量范围小，为吸入式测量，只能测量设备周围环境空间；施工量大、后期维护成本高；多个设备数据测量偏差大，对于整套系统数据分析意义不大。 5.2.2方案二：激光雷达 激光雷达工作原理如下图所示，激光雷达发射出的脉冲激光与大气产生相互作用，产生包含气体分子和气溶胶粒子有关信息的后向回波信号，利用反演的方法就可以从中得到关于气体分子和气溶胶粒子的信息。激光雷达的技术基础是激光与大气中的分子以及气溶胶粒子之间相互作用的各种物理过程。 激光雷达发射出窄带脉冲激光，与发射同轴或共轴的光学望远镜系统会接收到大气和气溶胶粒子对激光的后向散射信号，这些信号经过偏振光分光系统进入到高灵敏度光电传感器后转变为电信号，之后使用时间相关信号采集卡将这些信号采集到计算机系统进行后续处理，经过算法可反演出大气的消光系数、能见度、球形粒子和非球形粒子等信息。 优点：雷达原理，监测距离远，单台设备可达到15-20km；安装施工量及后期维护人员投入小；可配套校准仪表，测量精度及实际应用方便合理。 5.2.3优选方案 结合方案对比，优选方案二采用激光雷达。 5.3设备范围 5.3.1供货范围如下： 序号 设备名称 型号 数量 报价（万元） 1 大气气溶胶激光雷达 AIR-WATCHER T2 1套 100 2 三波段大气积分浊度仪 ARIANNA 1套 24 3 系统软件 配套 含 4 安装辅材 配套 含 5.3.2设备性能参数： 性能参数 一体机 内置光路发射模块、光路接收模块、数据采集与存储、工作状态采集与存储 激光器频率 ≥2500Hz 激光器能量 ≥30uj 激光器标准 激光器符合IEC/EN 60825-1:2014标准 夜间有效探测距离 水平方向≥20KM 探测盲区 ≤50m 空间分辨率 ≤15m 7.5m 4.5m 可调 激光人眼安全 人眼安全认证 3B级 防护等级 防护等级 IP65 光学接收参数 接收望远镜 卡塞格林（Type1） 口径 160mm 接收视场角 < 100urad 滤光片带宽 0.25 nm 探测器 R9880U 或 SAP500T8 （可选） 微孔直径 0.2 mm 数据采集系统 光子计数器 探测距离 15KM 空间分辨力 4.5m、7.5m、15m、30m、60m 用户可选 其他 数据传输和处理 4G/WIFI/工控机 工作方式 连续或间断（用户可配时间） 供电 220V 或 24V 30AH电池 设备功率 150W 2 / 6 中国经济进入经济新常态，进入以转变发展方式、保障改善民生、调整经济结构、提高发展质量为突出特征的新发展时期。随着国家建设创新型国家、大力发展战略新兴产业、加大环境保护力度等政策的明确以及《环境保护法》及一系列的政策、法律出台，公司以环境业务为代表的主营业务发展也将面临更多的机遇。另外，根据环保部规划，“十三五”期间，要根据大气、水、土壤三大行动计划实施的需求，整合优化环境监测网络，不断强化污染源监测、环境应急与预警监测，持续推进环境遥感与地面生态环境监测，不断加强监测质量管理与信息公开。对于未来环境业务的发展带来了众多机遇。环境的影响对人群的健康影响愈来愈突出。大气环境形势十分严峻，空气污染呈现明显的区域和季节特征，雾霾天气日趋增加，影响范围逐渐扩大。为做好空气污染对人群健康影响监测工作，结合辖区实际，特制定本改造方案。 自设备安装投运始，实时在线监测，遇到雾霾天气连续在监测点进行空气PM2.5采样，每天采样时间不少于20小时。监测PM2.5质量浓度，分析影响空气质量的污染源源头及颗粒物运行轨迹。