智易时代空气质量超级站—自动监测系统技术方案

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一、项目意义及来源环境监测作为我国环境保护基本国策的重要组成部分，一直受到政府、企业和社会的高度关注。环境监测是国家环境监测工作中的一个重要群体，它与其他类似企业机构一样，在我国污染源监测和区域环境重量监测中，发挥着不可或缺的作用。因此，环境监测的良性发展，直接关系到企业的切身利益，是政府环境监测力量的重要补充，是环保整体实现科学发展、清洁发展的必要保障。近年人民群众对环境诉求不断提高，突发环境事件的数量居高不下，环境问题已成为威胁 人体健康、公共安全和社会稳定的重要因素之一。要解决好这些问题，必须要有切实有效的手 段掌握环境质量状况和发展趋势，及时发现污染情况，为正确处理环境污染事故提供依据。环境监测是环境保护的基础性工作，必须为环境管理和经济建设服务，及时向环境保护行 政主管部门提供环境质量信息及变化趋势，为有关部门在监督污染物排放、控制新污染源产生 以及提高资源、能源利用率等方面提供决策依据。二、项目建设的必要性有机物污染是指有害有机物在环境中聚集，对环境和人类的生存健康造成危害。环境中的有机物 80%是挥发性有机物 (VOCs)。(1) 医学已经查明：80%–90%的癌症与环境有关，绝大多数致癌物是有机物，如多环芳 烃、亚硝胺、黄曲霉素、苯、三氯甲烷等；(2) 美国在 1977 年在“清洁水法”中明确规定了 129 种优先污染物，有机物 114 种；(3)美国1990 年在新清洁空气法修正案TitleⅢ中提出189 种优先控制的大气有害污染物， 有机物 169 种，其中 VOCs97 种；环境空气中各类 VOCs 的危害性(1) 非甲烷烃碳氢化合物——臭氧前驱体◆光化学烟雾成分的 85%是臭氧，因此最早研究大气光化学反应的目标物就是臭氧前驱体，即 56 种碳氢化合物 (PAMS)；◆发生光化学反应生成醛、酮等二次污染物；◆EPA 光化学过程监测站 (PAMS) 监测目标物 (美国 监测 56 种、欧盟监测30 种)；苯、 1,3-丁二烯是致癌物、 甲苯、二甲苯损坏人体造血功能。(2) 卤代烃——臭氧消耗物质、温室气体◆氯氟烃在平流层 (20km-50km ) 是臭氧消耗物质：一个 CFCs分子光解释放一个氯原子 Cl ，最终可以和 105 个 O3 分子发生反应，严重破坏大气的臭氧层；氯甲烷、溴甲烷是受控制的污染物。◆氯氟烃类卤代烃在对流层 (＜20km ) 是温室气体：吸收地球长波红外辐射，其温室效 应是 CO2 的 104 倍。因此，卤代烃对大气环境有双重影响。◆卤代烃的毒性比较大，氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烯、三卤甲烷、四氯乙烯、四氯化碳 等是潜在致癌物。(3) 醛酮等含氧 VOCs ——灰霾前驱体 、光化学烟雾的组成成分◆醛酮是光化学烟雾组成成分，化学性质活泼，易被氧化生成有机酸和酯；含氧 VOCs极性强、水溶性较高，易被颗粒物吸附形成有机颗粒物细微粒子，即气溶胶(灰霾) ，是灰霾前 驱体；◆ 醛酮通过光解以及和 HO 自由基发生光化学反应生成 O3 和 PAN(过氧乙酰硝酸酯)，光 化学烟雾组成的 10%是 PAN ，毒性大；◆ 醛酮是典型的恶臭物质， 日本 22 种受限制恶臭污染物，有 8 种是 C2-C5 醛、酮类化合物； 甲醛是致癌物、乙醛对动物致癌；◆ 醛、酮来源多：天然释放、尾气排放、餐饮排放、光化学反应等。因此，各类 VOCs对大气环境和人体健康都有严重的影响和危害，全面监测环境空气中的 各类 VOCs 是非常必要的。四、项目建设方案4.1 、项目总体设计4.1.1  监测子站基本硬件配置4.1.2 通信组网结构4.1.3 子站监测系统五、设备性能指标常规因子分析仪、GC-MS 分析仪、标气 (含阀)、站房等等( 一) SO2 分析仪 分析方法：紫外荧光法1、量程范围：  0-500ppb 到 0-20ppm，可选双量程和自动量程零点噪声：≤0.25ppb (RMS)量程噪声：≤0.5%2 、检测下限：≤0.5ppb3 、零点漂移：< 1ppb/24h4 、示值误差：≤±1% F.S5 、响应时间：T90<90s(二) NOx 分析仪 分析方法：化学发光法1 、量程范围：  0-500ppb 到 0-20ppm ，可选双量程和自动量程，具有量程自动切换功能零点噪声：＜0.5ppb(RMS)量程噪声：< 1ppb2 、检测下限：≤0.5ppb；3 、零点漂移：<0.5ppb/24h4 、示值误差：≤±1% F.S5 、响应时间：T90<60s(三) CO 分析仪1 、量程范围：0-50ppm 到 0-500ppb  ，可选双量程和自动量程 零点噪声：≤0. 1 ppm (RMS) 量程噪声：≤0. 1 ppm2 、检测下限：100ppb3 、零点漂移：<0.5ppm /24h4 、波动误差：< 1%5 、响应时间：T90<90(四) O3 分析仪 分析方法：紫外吸收法；1 、量程：0~500ppb 到 0~ 10ppm ，可选双量程和自动量程；零点噪声：0.3ppb(RMS)；量程噪声：＜0.5ppb2 、检测下限：≤0.5ppb；3 、零点漂移：<2ppb/24h；4 、响应时间：T90<90 秒(五) PM10 颗粒物分析仪分析方法：β  射线加动态加热系统方法1 、测量量程：(0~ 1)mg/m3 、(0~2)mg/m3 、(0~5)mg/m3 、(0~ 10)mg/m3  (可选)；2 、分辨率：0. 1μg/m3；3 、最低检测限：5 μg/m3；4 、仪器平行性：≤7%；5 、采样流量：16.7L/min±2%；6 、流量误差：± 1%F.S；7 、采样流量稳定性：≤±2%工作点流量/24h8 、校准膜重现性：≤±2%标准值9 、测量周期：30min~1h  (可设)10 、源：C14 放射源，活动 10μCi ，属于豁免源11、滤纸带：玻璃纤维(六) PM2.5  颗粒物分析仪分析方法：β射线吸收法(DHS 动态加热系统) ，用于连续监测环境空气中的 PM2.51 、最低检测限:5 μg/m3  (1h)；2 、仪器平行性：≤7%;3 、测量量程：(0~ 1)mg/m3 、(0~2)mg/m3 、(0~5)mg/m3 、(0~ 10)mg/m3  (可选)；4 、采样流量：16.7L/min±2%；5 、流量误差：± 1%F.S；6 、采样流量稳定性：≤±2%工作点流量/24h；7 、校准膜重现性：≤±2%标准值；8 、测量周期：30min~1h  (可设)9 、源：C14 放射源，活动 10μCi ，属于豁免源；10 、滤纸带：玻璃纤维；(七) 动态校准仪 (含臭氧模块) 基本单元 (稀释配气部分)：1 、零气流量计量程：(0- 10) L/min  可选：(0-20) L/min2 、标气流量计量程：(0-50) ml/min  可选：(0- 100) ml/min3 、流量控制准确度：± 1%F.S.；4 、流量线性：±0.5%F.S.；5 、流量控制重复性：±0.2%F.S.；6 、标气输入口：4 个；7 、稀释气输入口：1 个；(八) 臭氧发生器1 、臭氧输出准确性：±2%；2 、最大输出：10μmol/mol；3 、最小输出：50nmol/mol；(九) 臭氧光度计：1 、量程：(0-500) nmol/mol；2 、零点噪声：0.25nmol/mol；3 、最低检出限：0.5nmol/mol；4 、量程噪声：≤2.0nmol/mol；5 、线性：1%F.S.；6 、零点漂移：± 1.0nmol/mol；7 、量程漂移：±5.0nmol/mol；(十) 零气发生器1 、输出流量：> 10L/min  ((0.20±0.02)MPa)2 、露点：＜-20℃；3 、零气的纯度：SO2＜0. 1ppb,NO＜0. 1ppb,NO2＜0. 1ppb,H2S＜0. 1ppb,NH3＜0. 1ppb ，  O3 ＜0.4ppb,CO＜0.02ppm,CH4＜5ppb,非甲烷总烃＜0.25ppb；4 、输出的零气干燥、清洁、流量稳定，最大流量可达 20 L/min5 、零气输出压力可调节(十一) 气象五参数  (大气温度、大气湿度、风速、风向、气压)1 、温度：测量原理：二极管结电压法；测量范围：-40-80℃；测量精度：± 0.5℃；  分辨率：0. 1 ℃；2 、湿度：测量原理： 电容式；测量范围：0~ 100%RH；测量精度：±2%RH；分辨率：0. 10%；3 、气压：测量原理：压阻式；测量范围：10~ 1100 百帕；测量精度：±0.5 百帕；分辨率：0. 1 百帕；4 、风向：测量原理：超声波；测量范围：0~60 米/秒；测量精度：±0.2m/s 或读数的 3%  (0~35m/s )，两者中取最大值；分辨率：0. 1 米/秒；2  测量范围：0~60 米/秒；测量精度：±0.2m/s 或读数的 3%  (0~35m/s )，两者中取最大值；分辨率：0. 1 米/秒；5 、风速：测量原理：超声波；测量范围：0~60 米/秒；测量精度：±0.2m/s 或读数的 3%  (0~35m/s )，两者中取最大值；分辨率：0. 1 米/秒；(十二) 应用1.在线连续监测：连续追踪 VOCs浓度变化趋势，突发污染事故预警监；2.连续监测：采样罐现场采样，ZWIN-FVOCs06 分析(1) 污染源排放 VOCs特征因子定性分析：为源解析提供依据；(2) 应急监测：1 小时内对 VOCs 污染物进行定性、定量确认；(3) 源解析监测：根据在线连续监测 VOCs 浓度变化，确定污染因子特征，再根据 污染源 VOCs排放的特征因子，确定污染物排放源；(4) 采样罐可以在远距离采样，不需要专业培训，采样罐可以寄回分析系统所在地分析， 采样罐内VOCs30 天内可以保持稳定。ZwinsofL天津智易时代科技发展有限公司TTianjin Zwinsoft Technology Co.， Ltd. S空气质量自动监测超级站nJSnT 技术方案 foSUn oSJn 天津智易时代科技发展有限公司 一、项目意义及来源 环境监测作为我国环境保护基本国策的重要组成部分，一直受到政府、企业和社会的高度关注。环境监测是国家环境监测工作中的一个重要群体，它与其他类似企业机构一样，在我国污染源监测和区域环境重量监测中，发挥着不可或缺的作用。因此，环境监测的良性发展，直接关系到企业的切身利益，是政府环境监测力量的重要补充，是环保整体实现科学发展、清洁发展的必要保障。 近年人民群众对环境诉求不断提高，突发环境事件的数量居高不下，环境问题已成为威胁人体健康、公共安全和社会稳定的重要因素之一。要解决好这些问题，必须要有切实有效的手段掌握环境质量状况和发展趋势，及时发现污染情况，为正确处理环境污染事故提供依据。 环境监测是环境保护的基础性工作，必须为环境管理和经济建设服务，及时向环境保护行政主管部门提供环境质量信息及变化趋势，为有关部门在监督污染物排放、控制新污染源产生以及提高资源、能源利用率等方面提供决策依据。 二、项目建设的必要性 有机物污染是指有害有机物在环境中聚集，对环境和人类的生存健康造成危害。环境中的有机物80%是挥发性有机物((VOCs)。 (1)医学已经查明：： 80%-90%的癌症与环境有关，绝大多数致癌物是有机物，如多环芳烃、亚硝胺、黄曲霉素、苯、三氯甲烷等； (2)美国在1977年在"清洁水法”中明确规定了129种优先污染物，有机物114种； (3)美国1990年在新清洁空气法修正案TitleII中提出189种优先控制的大气有害污染物有机物169种，其中 VOCs97 种； 环境空气中各类 VOCs的危害性 (1)非甲烷烃碳氢化合物—-臭氧前驱体 ◆光光化学烟雾成分的85%是臭氧，因此最早研究大气光化学反应的目标物就是臭氧前驱体，即56种碳氢化合物 (PAMS)； 发生光化学反应生成醛、酮等二次污染物； EPA 光化学过程监测站(PAMS)监测目标物(美国监测56种、欧盟监测30种)；苯1.3-丁二烯是致癌物、 甲苯、二甲苯损坏人体造血功能。 氯氟烃在平流层(20km-50km)是臭氧消耗物质：一个 CFCs 分子光解释放一个氯原子 c1，最终可以和105个03分子发生反应， 严重破坏大气的臭氧层；氯甲烷、溴甲烷是受控制的污染物。 ◆氯氟烃类卤代烃在对流层 (≤20km) 是温室气体：吸收地球长波红外辐射，其温室效 应是 Co2 的104倍。因此，卤代烃对大气环境有双重影响。 ◆卤代烃的毒性比较大，氯乙烯、、二氯乙烷、三氯乙烯、三卤甲烷、四氯乙烯、四氯化碳等是潜在致癌物。 (3))醛酮等含氧 VOCs ——灰霾前驱体、光化学烟雾的组成成分 ◆醛酮是光化学烟雾组成成分，化学性质活泼，易被氧化生成有机酸和酯；含氧 VOCs极性强、水溶性较高，易被颗粒物吸附形成有机颗粒物细微粒子，即气溶胶(灰霾)，是灰霾前驱体； 醛酮通过光解以及和 HO 自由基发生光化学反应生成 0和 PAN(过氧乙酰硝酸酯)，光化学烟雾组成的10%是 PAN， 毒性大； 醛酮是典型的恶臭物质， 日本22种受限制恶臭污染物，有8种是 C2-Cs醛、酮类化合物； 甲醛是致癌物、乙醛对动物致 癌； 醛、酮来源多：天然释放、尾气排放、餐饮排放、光化学反应等。 因此，各类 VOCs对大气环境和人体健康都有严重的影响和危害，全面监测环境空气中的各类 VOCs 是非常必要的。 四、项目建设方案 4.1、项目总体设计 OS4.1.1监测子站基本硬件配置 nT S1n 4.1.2通信组网结构 4.1.3子站监测系统 ofSn 五、设备性能指标 常规因子分析仪、GC-MS分析仪、标气(含阀)、站房等等 (一)SO2分析仪分析方法：紫外荧光法 1、量程范围： 0-500ppb到 0-20ppm，可选双量程和自动量程零点噪声： S0.25ppb (RMS)量程噪声：s0.5% 2、检测下限： s0.5ppb 3、零点漂移：<1ppb/24h 4、示值误差：±+1%F.S 5、响应时间： T90<90s (二)NOx分析仪分析方法：化学发光法 1、量程范围： 0-500ppb到 0-20ppm， 可选双量程和自动量程，具有量程自动切换功能零点噪声： ≤0.5ppb(RMS)量程噪声：<1ppb 2、检测下限： s0.5ppb； 3、零点漂移： <0.5ppb/24h 4、示值误差：±1%F.S ·S5、响应时间： T90<60sn (三)co分析仪 1、量程范围： 0-50ppm到0-500ppb， 可选双量程和自动量程零点噪声： ≤0.1 ppm (RMS)量程噪声： s0.1ppm 2、检测下限：100ppb 3、零点漂移： <0.5ppm /24h 4、波动误差：<1% 5、响应时间： T90<90 (四))03分析仪分析方法：紫外吸收法； 1、量程： 0~500ppb 到 0~10ppm， 可选双量程和自动量程； 零点噪声： 0.3ppb(RMS)； 量程噪声： <0.5ppb 2、检测下限： s0.5ppb； 3、零点漂移： <2ppb/24h； 4、响应时间： T90<90 秒 (五)PM10 颗粒物分析仪 分析方法：β射线加动态加热系统方法 1、测量量程：(0~1)mg/m3、(0~2)mg/m3、(0~5)mg/m3、(0~10)mg/m3 (可选)； S2、分辨率： 0.1ug/m3； nJ 3、最低检测限：5 ug/m3； 4、仪器平行性：气7%； 5、采样流量：16.7L/min±2%； 6、流量误差：±1%FS； 7、采样流量稳定性：生2%工作点流量/24h 8、校准膜重现性：±±2%标准值 9、测量周期：30min~1h(可设) 10、源： C14放射源，活动 10pCi，属于豁免源 11、滤纸带：玻璃纤维 (六))PM2.55颗粒物分析仪 分析方法：β射线吸收法(DHS动态加热系统)，用于连续监测环境空气中的 PM2.5 1、最低检测限：5 pg/m3 (1h)； 2、仪器平行性：气7% 3、测量量程：(0~1)mg/m3、(0~2)mg/m3、(0~5)mg/m3、(0~10)mg/m3 ((可选)； 4、采样流量：16.7L/min±2%； 5、流量误差：±1%F.S； 6、采样流量稳定性：±±2%工作点流量/24h； 7、校准膜重现性：生±2%标准值； 8、测量周期： 30min~1h(可设) 9、源： C14放射源，活动 10uCi， 属于豁免源； 10、滤纸带：玻璃纤维； (七)：动态校准仪((含臭氧模块) 基本单元(稀释配气部分)： 1、零气流量计量程：(0-10)L/min 可选：(0-20)L/min 2、标气流量计量程：(0-50)ml/min 可选： (0-100) ml/min 3、流量控制准确度：±1%F.S.； 4、流量线性：±0.5%F.S.； S5、流量控制重复性：±0.2%F.S.； n 6、标气输入口：4个； 7、稀释气输入口：1个； (八)臭氧发生器 1、臭氧输出准确性：±2%； 2、最大输出： 10umol/mol； 3、最小输出：50nmol/mol； (九)臭氧光度计： 1、量程：(0-500)nmol/mol； 2、零点噪声：0.25nmol/mo1； oSn 3、最低检出限：0.5nmol/mol； 4、量程噪声：$2.0nmol/mol； 5、线性： 1%F.S.； 6、零点漂移：±1.0nmol/mol； 7、量程漂移：±5.0nmolmol； foSn(十)零气发生器 IW 1、输出流量：>10L/min ((0.20±0.02)MPa) 2、露点： <-20℃； 3、零气的纯度： SO2<0.1ppb，NO<0.1ppb，NO2<0.1ppb，H2S<0.1ppb，NH3<0.1ppb， 03<0.4ppb，co<0.02ppm，CH4<5ppb，非甲烷总烃≤0.25ppb； 4、输出的零气干燥、清洁、流量稳定，最大流量可达 20 L/min 5、零气输出压力可调节 (十一)气象五参数 (大气温度、大气湿度、风速、风向、气压) 1、温度： 测量原理：二极管结电压法； 测量范围：-40-80℃； 测量精度：±0.5℃； 分辨率：0.1℃； 2、湿度： S n测量原理： 电容式； U 测量范围：0~100%RH； 测量精度：±2%RH； 分辨率：0.10%； 3、、气压： 测量原理：压阻式； 测量范围：10~1100 百帕； 测量精度：±0.5百帕； 分辨率：0.1百帕； 4、风向： foS测量原理：超声波；nI 测量范围：0~60 米/秒； 测量精度： ±0.2m/s 或读数的3%(0~35m/s)，两者中取最大值； 分辨率：0.1米/秒；2测量范围：0-60米/秒； 测量精度： ±0.2m/s或读数的3%(0~35m/s)，两者中取最大值； 分辨率：0.1米/秒； 5、风速： foSn测量原理：超声波； U 测量范围：0-60米/秒； 测量精度： ±0.2m/s 或读数的3%(0~35m/s)，两者中取最大值； 分辨率：0.1米/秒； (十二))应用 1.在线连续监测：连续追踪宗VOCs浓度变化趋势，突发污染事故预警监； 2.连续监测：采样罐现场采样， ZWIN-FVOCs06 分析 (1)污染源排放 VOCs特征因子定性分析：为源解析提供依据； (2)应急监测：1小时内对 VOCs 污染物进行定性、定量确认； 3)源解析监测：根据在线连续监测 VOCs 浓度变化，确定污染因子特征，再根据污染源 VOCs排放的特征因子，确定污染物排放源； (4))采样罐可以在远距离采样，不需要专业培训，采样罐可以寄回分析系统所在地分析，采样罐内VOCs30 天内可以保持稳定。 fUInSo o新SJn foUInS