便携酸雾检测

提起当下中国的大气污染，人们首先想到的可能就是&ldquo PM2.5&rdquo ，这个环境术语现在几乎是老幼妇孺皆知。它是指那些当量直径在2.5微米以下的大气中的细颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比，它们在大气中的停留时间长、输送距离远，而且可深入到人体的细支气管和肺泡，不溶部分沉积在肺部，诱发或加重多种呼吸系统疾病，可溶部分则通过血液循环进入全身，影响心血管系统、生殖系统等全身多个系统的健康。 但是如果进一步深究，PM2.5究竟由哪些组分组成？它们的前体是什么？有哪些技术可以用来对它们实施监测？它们的源头如何确定？等等。这些专业性的问题恐怕就得找专业人士解答了。为了寻找答案，笔者参加了近日在京举办的&ldquo 2014大气颗粒污染物监测与防治技术研讨会&rdquo ，以一探究竟。 会议现场 源解析 重中之重 从政府部门防治的角度而言，大气污染物来源解析肯定是最受关注的。只有先找到污染物的源头，才能谈得上下一步的防治。据会上的消息人士透露，到今年年底，国家要完成所有省会及直辖市的大气污染物源解析，而到明年年底，要完成300余个地级市的污染物源解析。要保证这些工作的顺利进行，坚实的技术支撑是不可或缺的。 目前，我国采用得比较多的源解析技术方法是属于受体模型技术方法范畴的化学质量平衡模型。首先，通过颗粒物源类调查、识别，确定主要排放源类(种类、点位和数量)。其次，采用科学规范的采样和分析方法，进行颗粒物源类和受体样品的采集及化学分析，从而构建颗粒物源类和受体化学成分谱，选用合适的CMB模型软件进行解析。这种方法不依赖详细的排放源清单信息和气象资料，能够定量解析源清单技术方法难以确定的源类。 监测技术 五花八门 至于说到用于获取PM2.5原始数据的监测技术，可以称得上是五花八门。一方面是因为，对于PM2.5而言，需要监测的参数较多，诸如：颗粒物质量浓度、颗粒物化学组分（包括：元素成分、水溶性离子、含碳组分等）、二次颗粒物前体物（包括：SO2、NOx、VOCs）等。另一方面也是由于各公司采用不同的技术路线而造成的。 以颗粒物质量浓度为例，目前常用的三种测量方法，分别是&beta 射线法、振荡天平法以及光散射法，相应仪器的代表厂家，譬如赛默飞。 美国TSI和德国GRIMM(上海奕枫代理)则在本次研讨会上分别展出了各自的光学气溶胶粒径谱仪和扫描电迁移粒径谱仪。这两型仪器不仅可以给出颗粒物的总质量浓度，而且还可以给出粒径分布的结果。而扫描电迁移粒径谱仪通过差分粒子电迁移器和凝聚核粒子计数器相结合，将可测的粒径下限推进到５nm以下。这两个&ldquo 老对手&rdquo 的展位位置也很有意思，分居于会场两侧，遥遥相对。从这一点上可以看出组委会也确实是煞费了苦心。 除了上面这一对外，笔者在会场还碰到了另外两对四家堪称是对手的厂家，分别是研制气溶胶飞行质谱的格林德科技（德国）和广州禾信；以及开发激光雷达的中科光电与怡孚和融。前者是一种单颗粒分析技术，可同时对颗粒进行物理和化学特性分析。而后者可对高空的大气颗粒物进行遥感探测。很有趣，真应了那句&ldquo 不是冤家不聚头&rdquo 。 豪华的&ldquo 配角&rdquo 阵容 说完了PM2.5，让我们再来看看另一种主要大气污染物，&ldquo 可挥发性有机物&rdquo ，也就是通常所说的VOCs。VOCs主要包括烷烃、烯烃和芳香烃以及各种含氧烃、卤代烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等，是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。大气中的VOCs虽然浓度不高，但对环境和人体却有重要影响。同时，作为PM2.5的前体物之一，VOCs也是造成酸雾、烟雾的重要原因。 目前，对于VOCs的检测依然是以色谱或色质联用技术为主（某些便携式仪器也有采用光离子化技术的），这也就不奇怪为什么在本次研讨会上可以看到像安捷伦、PerkinElmer这些主业为实验室仪器的跨国公司的展位。在这个领域正好可以发挥它们在色谱及质谱技术方面的优势。岛津公司虽然未设展位，但该公司的陈志凌先生在他的大会报告中，介绍了该公司的全二维色谱技术在分析PM2.5中所含有机物的应用。 新&ldquo 面孔&rdquo 在本次研讨会上，两款刚刚进入中国不久的环境监测产品也给笔者留下了深刻的印象。 瑞士DIGITEL大流量气溶胶采样装置 夏普公司手提式环境微生物监测仪 一款是来自瑞士DIGITEL（陕西桑美代理）的大流量气溶胶采样装置，这款采样装置的最大特点是能够对采样过程中的体积流量进行恒定的、精确的控制，从而保证后续测量结果有一个出色的可重现性。据桑美公司总经理凌萌先生介绍，DIGITEL公司的采样器目前已被很多欧盟国家采纳为标准气溶胶采样器。当然这款产品的价格也是不菲，市场报价为40余万人民币。 另一款产品则非常小巧，是来自SHARP（夏普）公司的手提式环境微生物监测仪。没错，您没看错，就是那家著名的日本电器及电子公司。该产品采用了夏普公司独创的加热处理技术，以增强微生物固有的荧光强度。通过荧光测定，大约10分钟即可确定环境空气中浮游的霉菌和细菌总量。稍显遗憾的是，目前这款仪器只能测定微生物总量，而无法对霉菌或细菌进行进一步的细分。此外，夏普公司的代表没有透露这款仪器的市场价格。（主编当班）

谁说发明创造都是大人们的事，其实孩子们的聪明才智也不能小觑呢。合肥五十中东区13岁的刘怡阳发明了一个叫做&ldquo 便携式多组份气体紫外现场分析仪&rdquo 的装置，能有效地监测到所在空间里的PM2.5数值。目前，这项发明已入围今年安徽省举办的青少年科技创新大赛。 有了它　雾霾气体检测很方便 　　在合肥五十中东区，记者见到了刘怡阳。1米6左右的个头，鼻梁上戴着一副眼镜。 　　他的发明叫做&ldquo 便携式多组份气体紫外现场分析仪&rdquo 。长方形的铁皮外壳，20厘米长，50厘米宽，上面还有两个提手，总重约有10斤。 　　这个很不起眼的白色盒子，能有效地监测到所在空间里的PM2.5数值，一次能监测到十几种污染物，并且还能提着到处走。 　　&ldquo 这个装置主要采用了光学原理，由工控计算机、光吸收池、光谱仪、电源等设备组成。通上电，气体经过紫外光的发射，进入气泵，里面的光吸收池能吸收一部分污染气体，然后经过光谱仪和计算机等，最终能将大气中的二氧化硫、二氧化氮、氨气等污染气体的含量参数等分析出来，而这些气体便是PM2.5的组成部分。&rdquo 刘怡阳介绍。 　　谈起之所以想发明这样一个仪器，刘怡阳说：&ldquo 因为以前早晨起床，有时候会看到天空是雾蒙蒙的，我就想自己能不能发明一个装置，放在家里就能监测雾霾。&rdquo 　　在学校老师的指导下，刘怡阳开始学习光学知识，并向其他人求教。&ldquo 用了一年多的时间，试验终于成功了!&rdquo 在合肥市第三十届青少年科技创新大赛上，刘怡阳的作品在全市县区的200多件作品中脱颖而出，入围省赛。

我国目前已初步建立较完善的大气环境监测体系，但室内空气质量状况过于微观、琐碎，并没有统一数据网络和标准，清天朗日应运而生。登陆APP，空气质量一查便知。清天朗日编织大数据监测网，打造物联智能生活。 图为&ldquo 清天朗日指数&rdquo 微环境监测网手机App界面 图为&ldquo 空气知了&rdquo 监测界面 　　打开手机，登录清天朗日App，点击监测网，选择位置中关村，屏幕显示13日下午5时，PM2.5指数为193，PM10为298，温度为24摄氏度，湿度为29%。家住北京市海淀区的李女士每次带孩子去人口密集的公共场所都会对这些地方的空气质量进行查看。&ldquo 孩子对空气质量特别敏感，以前带孩子去人多的密闭空间回来经常咳嗽，最近我无意中发现了这个室内空气监测网，可以查询到室内的空气质量，大大消除了我的困扰。&rdquo 李女士说。 　　李女士口中的空气监测网就是前不久上线的国内首个&ldquo 微环境实时监测网络&rdquo &mdash &mdash &ldquo 清天朗日指数&rdquo 。这一微环境实时监测网络由北京睦合达信息技术有限公司开发，清华大学建筑环境检测中心验证，美国斯坦福大学提供大数据算法支持。 　　如今，进地铁站时或逛街前，可通过提示牌看到地铁站内或商场内的细颗粒物PM2.5的实时数值 上班前，可先了解办公楼、办公室内的空气质量状况 开车前，先了解车内空气质量如何，各项指标是否达标&hellip &hellip 这已经或者正在成为人们生活的常态。随着生活水平的提高，人们不仅关注整体生存的&ldquo 大环境&rdquo ，也逐步开始关注与自身健康密切相关的&ldquo 小环境&rdquo 。世卫组织提醒，大部分公众每天要在室内工作生活20个小时以上，即80%以上的时间都是在室内空间度过，也就是说真正对每位个体产生直接影响的，不是室外空气质量，而是居所、汽车、学校、写字楼等&ldquo 微环境&rdquo 的空气质量。 　　室内空气对人体健康的影响有多大? 　　据去年世界卫生组织11月份发布的《世卫组织室内空气质量指南》统计，每年因室内污染而致命者，达到430万人，占到了每年全球死亡人口总数的1/13。 　　中国标准化协会调查也显示，68%的疾病是由于室内污染造成的。美国也有专家检测发现，室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种，危害较大的主要有氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。室内空气的污染程度要比室外严重2倍~5倍，有时可达到100倍。 　　相关人士做了一个小检测，1月14日下午3时，北京市环境保护监测中心公布的实时空气质量PM2.5浓度值为287，而专业设备在室内测得的PM2.5数值为232，由此可见室内室外的PM2.5并没有很大的差别。下午6时，在有油烟的情况下测量室内空气质量，PM2.5值一度达到了500，远远高于同一时间的室外空气质量数值。室内空气污染不容小觑。 　　清天朗日应运而生未来将扩展监测范围 　　据了解，我国目前已初步建立较完善的大气环境监测体系，但室内空气质量状况过于微观、琐碎，并没有统一数据网络和标准，&ldquo 正是基于此，我们想构建一个可以收集和反映写字楼、学校、幼儿园、车站等公共场所，以及车内、居所等个人&lsquo 微观环境&rsquo 空气质量的监测网。&rdquo 睦合达总裁孙翯说，&ldquo 清天朗日指数便诞生了。&rdquo 　　那么，清天朗日指数究竟可以监测到什么? 　　孙翯展示了这一微环境实时监测网，在一张地图上，随便点击地图上的任何&ldquo 红点&rdquo ，便可以获得相应点位的空气质量数据、空气净化器综合评价指数和空气质量的健康影响评价指数。记者随手点击一个点，地图上便显示出这一点位的位置是中国科技新馆，PM2.5浓度为40，PM10为66，温度为22摄氏度，湿度为28%，健康影响评价显示为轻污染。 　　这些室内的空气质量信息来自于哪里? 　　其实，这些红点的数据都来自于一个叫&ldquo 空气知了&rdquo 的便携式空气质量检测设备。这一设备可以检测PM2.5、PM10、温度、湿度，在有无线网络的地方，数据可以直接上传到云端，经过后台处理，数据就会在地图上呈现。不仅如此，&ldquo 空气知了&rdquo 还可以与手机绑定，只要用手机下载清天朗日指数App，与设备的WIFI模块实现智能连接后，手机便可随时随地监测这一空间的空气质量，并且还可以查看其他地区的室内空气质量。 　　当前，清天朗日指数尚存在一些问题，&ldquo 比如设备和监测网上线后，我们发现认知度还不够，监测数据类型有限，数据量不够，设备在没有无线网络的情况下无法传输数据，地图点位的位置不够准确等。&rdquo 孙翯表示。 　　针对这些问题，清天朗日团队将在下一阶段对这些问题进行修复，比如在机器内部内置2G或者3G的芯片，使得&ldquo 空气知了&rdquo 在没有无线网络的条件下依然可以正常传输数据。&ldquo 空气知了&rdquo 也将扩大监测范围，不仅将增加对CO2、VOC、甲醛的监测，还将对心律、血压等可穿戴设备产生的数据进行收集。 　　大数据编织监测网打造物联智能生活 　　&ldquo 我们未来的目标就是收集室内环境和个人健康的数据，做大数据产品。&rdquo 孙翯告诉记者。 　　那么，微环境的大数据可以做什么? 　　只要手中有一台&ldquo 空气知了&rdquo ，联网后不仅可上传周边的环境数据，每个人还可以在清天朗日指数上查看自己关注地的环境数据，一张&ldquo 人人为我，我为人人&rdquo 的民间实时&ldquo 微雾霾监测网&rdquo 便可织成。 　　&ldquo 以往的宏观空气质量数据像是一款&lsquo 单机游戏&rsquo ，&lsquo 清天朗日&rsquo 则像一款可以随时互动的&lsquo 网络游戏&rsquo ，将颠覆传统的空气质量监测网络，使得民众人人成为&lsquo 私家雾霾分析师&rsquo 。&rdquo 美国斯坦福大学访问学者、浙江大学博士纪俊形象地比喻到。 　　为构建更大的&ldquo 雾霾监测网&rdquo ，睦合达联手北大、清华、中国科学院、美国斯坦福等国内外多所高校，和政府有关部门及NGO组织等各界共同发起成立&ldquo 清天朗日联盟&rdquo 。联盟秘书长黎佳林称，未来3年，这一联盟将斥资两亿元，无偿将&ldquo 空气知了&rdquo 布局全国各地20万个公共网点，并提供软硬件支持，建立全国统一的&ldquo 清天朗日指数&rdquo 。目前北京地区已铺设500多个终端监测点位。 　　孙翯透露，微雾霾监测网对公众生活尤其是老人和孩子有直接的指导意义，&ldquo 我们下一步还要根据长时间搜集的数据出具针对行业、家庭、单位的有针对性的健康报告和健康指导。&rdquo 孙翯说。除此之外，微雾霾监测网还可以为室内污染情况和成因机理研究提供数据支持。 　　北京安贞医院副院长周生来认为，利用微雾霾监测网收集的民众健康数据，可以助力医疗机构，为治疗雾霾后遗症提供数据支持。 　　除了微雾霾监测网，大数据还可以为公众提供更智能的生活。孙翯简单举例说：&ldquo 比如通过对个体样本空气质量数据的长期监测，可以发现每个空间的生活习惯，比如PM2.5长期是一个比较稳定的数值，这个空间有可能做饭少，我们就可以给用户推荐附近可送外卖的商户，供用户选择 如果发现某个空间长期空气质量比较好，可以推断这个空间长期有净化器，并可以判断这个空间的人比较重视空气质量，可能拥有一定的经济能力，结合这些，我们还可以给用户推荐车用空调滤芯等空气净化产品。&rdquo 　　未来，微环境监测网将接入更多的传感器，收集更多的数据，将公众的生活物联起来，从而实现智能生活。&ldquo 我们希望可以给公众提供更智能的生活，现在已经部分实现了，在任何地方可以查看家里空气质量，并可以随意控制空气净化器。未来，我们希望可以延伸到智能家居，比如接入CO2和甲醛模块后，可以与通风系统实现&lsquo 联动&rsquo 。&rdquo