pm的简介与测定毕业设计要点

1、南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 张加柱 学号 40 系部 微电子学院 专业 光伏发电技术及应用（智能环境信息技术）题目 雾霾问题与PM2.5测定的研究 指导教师 秦玉芳 评阅教师 完成时间： 2014 年 4 月 7 日 毕业设计(论文)中文摘要题目：雾霾问题与PM2.5测定的研究摘要：本论文的目的在于普及雾霾有关的知识，阐明雾霾的危害以及雾霾的治理措施与案例，雾霾天气应注意的事项等。简介一下几种PM2.5的测定方法。意义则是让大家了解雾霾的成因及危害，雾霾天气应该注意的事项，保护好自己。 了解雾霾问题的形成原因，简单的防治措施与注意事项。了解PM2.5的几种简单的测定方法原理和大致流程

2、。要想测定PM2.5的浓度，需要分两步走：第一步：把PM2.5与较大的颗粒物分离；第二步：测定分离出来的PM2.5的重量。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种：重量法、射线吸收法和微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的，区别在于第二步。关键词：雾霾 成因 防治 PM2.5 环保Graduation design (paper) English abstractTitle : Haze problems and research for the determination of PM2.5 Abstract: The purpose o

3、f this paper is to popularize haze related knowledge, show the dangers of smog and haze governance measures and case, should pay attention to matters such as haze weather. There is an overview of the several kinds of methods to determine the PM2.5. Meaning is to let everybody understand the cause of

4、 the haze and the damage of the fog weather should pay attention to matters, to protect yourself. To understand the reasons for the formation of smog problem, a simple prevention measures and matters needing attention. The understanding of the principle of several kinds of simple measuring method of

5、 PM2.5 and general process. For measuring the concentration of PM2.5, need a two-step: the first step: PM2.5 and larger particles separation; The second step: to determine the weight of the separation of PM2.5. Widely used at present, the national environmental protection department of PM2.5 there a

6、re three kinds of method: weight method, beta ray absorption method and trace oscillating balance method. The first step of these three methods is the same, the difference is that the second step. keywords: haze factor prevention and treatment PM2.5 Environmental protection目录1.引言

7、.4 (含)PM2.5和雾霾的定义. .42雾霾形成的原因及危害. .5 2.1 PM2.5产生的主要来源和雾霾天气形成的原因.5 2.2雾霾天气的危害与所产生的问题.6的测定方法 .8 3.1 PM2.5指数标准.8 PM2.5检测的空气质量新标准.8 3.2 PM2.5测定方法.9 (1）重量法.9 （2）微量振荡天平法和射线吸收原理.12 3.3三种测定方法的优缺点比较.134雾霾及PM2.5的简单的应对措施.14 4.1雾霾的应对措施.。.14 4.2中国未来雾霾治理的前景与展望.15结论.16致谢.16参考文献.16附录：2011环境空气质量标准 PM2.5部分截选内容.171 引言

8、 近年来，雾霾问题引起了大家的重视，也影响了民众的生活，灰蒙蒙的天气也引起了大家的恐惧。2013年，“雾霾”成为年度关键词。2014年1月4日，国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。在2014年的“两会”中，雾等环保问题再起成为最热词汇。雾霾的测定也成为各个地区气象局的必测项目。本论文的目的在于普及雾霾有关的知识，表明雾霾的危害以及雾霾的治理措施与案例，雾霾天气应注意的事项等。 首先，我们来说说什么是雾霾，什么是PM2.5。雾霾是漂浮大气中的PM2.5等尺寸微粒、粉尘、气溶胶等粒子，在一定的湿度、温度等天气条件相对稳定状态下产生的天气。PM2.5是指环境空气

9、中空气动力学当量直径小于等于2.5m的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。PM的英文全称为particulate matter(颗粒物)科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒物的含量。这个值越高，就表明空气污染的越严重。从定义可以看出，雾霾的主要成分是PM2.5。空气中的污染物不只有PM2.5，但空气中的固态的灰尘里，多数是PM2.5.因为比这个大的颗粒很快会落下地面。PM2.5这种颗粒可以长时间悬浮在空气中，并被吸入肺中造成危害. 据了解，城市的PM2.5主要来自燃煤发电、工业生产、汽车尾气排放等。在中国大部分地区，特别是华北地区，PM2.5占到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。环保部门专家表示

10、，将PM2.5列入空气质量指标进行监测，我国技术上并不存在问题，只是“时机不成熟”。 目前我国 PM2.5的污染情况较重，如果制定实施PM2.5的环境空气质量标准，将大范围超标。据了解，目前北京、上海等城市已经自发地开展PM2.5监测。资料显示，北京在2000年之后设有40多个PM2.5常规监测点，只是从未对外发布其监测结果。还有就是简介一下几种PM2.5的测定方法。意义则是让大家了解雾霾的成因及危害，雾霾天气应该注意的事项，保护好自己。 普及雾霾问题，了解PM2.5的简单测定。2 雾霾形成的原因及危害 雾霾的形成最重要的原因是化石燃料的不完全燃烧所释放出的颗粒物悬浮在空中所造成的。它引起许多

11、问题和产生了多方面的危害，如环境、健康、交通和生产生活等。2.1 PM2.5产生的主要来源和雾霾天气形成的原因 雾霾的主要成分是PM2.5。空气中的污染物不只有PM2.5，但空气中的固态的灰尘里，多数是PM2.5。因为比这个大的颗粒很快会落下地面。PM2.5这种颗粒可以长时间悬浮在空气中，并被吸入肺中造成危害。其实PM2.5 的主要来源是我们所使用化石燃料经过燃烧而排放的残留物，我们都知道，我们使用的化石能源，如煤、石油、天然气在空气中是不完全燃烧的，燃烧后都会有大多数含有重金属等颗粒物。 图一 雾霾成因示意图 雾霾天气主要是发展方式粗放、产业结构和能源结构不尽合理造成的，其根源还在化石能源，

12、一个是烧煤，一个是燃油，另外发展方式比较粗放，排放了大量的污染物，具体原因有：（1）工厂制造需要能源，而这些能源大部分是由患失燃料经过燃烧获得，因此，由于燃烧不充分产生的废气中含有大量的颗粒物，长生二次污染。（2）汽车尾气也是主要的污染物排放源，随着我国经济的发展，居民的私家车越来越多，排放的汽车尾气大幅增多，是雾霾的一个因素。（3）当大气气压低，空气不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。能见度就会下降，让人感觉灰蒙蒙的。（4）地面灰尘大，空气湿度低，地面的人和车流使灰尘搅动起来。（5）冬季取暖排放的CO2等污染物。（6）除了以上的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

13、学反应生成二次颗粒物，实现由气体到粒子的相态转换。转化的方式如下： 其中气态硫酸来自OH自由基氧化二氧化硫SO2的气态反应。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，湿度的改变还形成了盐的微小溶液液滴。2.2 雾霾天气的危害与所产生的问题 我国南开大学国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室、中国环境科学研究院大气环境研究所专家发布的论文称,PM2.5浓度每升高10ug/m³,我国居民每日死亡率上升0.31%. （1）环境问题；由于颗粒物在空气中漂

14、浮，使得空气质量极差，同时也造成了能见度的低下。另外，由于环境太差，市民们纷纷戴着口罩出行，杭州等地的商店已出现口罩断货的情况。下图是人们在晴朗的白昼拍摄到的细颗粒物造成的灰霾天气情况图二 环境问题图三 PM2.5致病全过程图解图四 呼吸科门诊患者普遍出现增长 （2）健康问题；“雾霾”其实对身体的影响较大，尤其是对心脑血管和呼吸系统疾病高发的老年人群体，雾霾天气可使病情急性发作或急性加重。尤其冬季遇雾、霾天气时，若空气污染严重可能形成烟尘或黑色烟雾等毒雾，严重威胁人的生命和健康。雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。雾霾天更引起了呼吸道疾病的高发。长三

15、角医疗机内科、呼吸科门诊患者普遍出现增长。 （3）生产生活问题；地停工学校停课:连日雾霾侵袭下，武汉市201项涉及基础施工、扬尘作业、出土作业、拆除作业停工或局部停工。南京等城市实施了学校停课，因空气改善，南京今日复课。 （4）交通问题；如高速封路机场停摆，霾对公路、铁路、航空、航运产生重要不良影响。出现霾天气时，视野能见度低，空气质量差，容易引起交通阻塞，发生交通事故。3. PM2.5的测定方法 该节我们将引入PM2.5的指数标准和介绍一下目前主要的PM2.5的测定方法，重量法、微量振荡天平法和射线吸收原理。3.1 PM2.5指数标准细颗粒物的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有

16、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，但大多通行对PM10进行监测。PM2.5检测的空气质量新标准：2011空气质量标准（见附录）增设了颗粒物（PM2.5）浓度限值，增设了臭氧8小时平均浓度限值。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表1：表1 PM2.5空气质量24小时平均值标准值分布表空气质量等级24小时PM2.5平均值标准值优050良50100轻度污

17、染100150中度污染150200重度污染200300严重污染大于300及以上3.2 PM2.5测定方法 空气中漂浮着各种大小的颗粒物，PM2.5是其中较细小的那部分。要想测定PM2.5的浓度，需要分两步走：第一步：把PM2.5与较大的颗粒物分离；第二步：测定分离出来的PM2.5的重量。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种：重量法、射线吸收法和微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的，区别在于第二步。（1）重量法 将PM2.5直接截留到滤膜上，然后用天平称重，这就是重量法。 原理：分别通过一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中的PM2.5被截留在已知质量的

18、滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积，计算出PM2.5的浓度。 重量法测量PM2.5浓度普遍采用大流量采样器， 原理:采样泵抽取一定体积的空气进入切割器，将空气动力学直径小于30m的颗粒物切割分离，PM2.5颗粒随气流经切割器的出口被阻留在已称重的滤膜上。 还要提一下的是滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3m以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。 注意事项:计量颗粒物的单位ug/m³中分母的体积应该是标准状况下（0、101.3kPa）的

19、体积，对实测温度、压力下的体积均应换算成标准状况下的体积。 所需的仪器和设备图五 大流量PM2.5采样器和切割器 <1>大流量采样器和切割器：PM2.5切割器、采样系统：切割粒径Da50 =（2.5±0.2）m；捕集效率的几何标准差为g =（1.2±0.1）m。重量法普遍采用大流量采样器参数如下：大流量流量计：量程（0.81.4）m³/min ；误差2%。 <2>分析天平：感量0.01mg。恒温恒湿箱；干燥器：内盛变色硅胶。图六 滤膜 <3>滤膜：无机滤膜有玻璃纤维滤膜、石英滤膜等。有机滤膜聚氯乙烯、聚丙烯、混合纤维素等。滤膜对

20、0.3m 标准粒子的截留效率不低于99%。空白滤膜按分析步骤进行平衡处理至恒重，称量后，放入干燥器中备用。采样要求 环境空气监测中采样环境及采样频率的要求如下： 1）采用间断采样方式测定日平均浓度时，其次数不应少于 4次，累积采样时间不应少于18h 2）采样器入口距地面高度不得低于 1.5m。 采样点风速不大于8 m/s，避开污染源及障碍物。测定交通枢纽处PM2.5 ，采样点需布置在距人行道边缘外侧1m 处。 3）采样前应称好滤膜质量作好记录，采样时将已称重的滤膜用镊子放入洁净采样夹内的滤网上压紧至不漏气，滤膜毛面应朝进气方向。每测定一次浓度，都需更换滤膜；如测日平均浓度，样品可采集在一张滤膜

21、上。结束后，用镊子取出滤膜。将有尘面对折两次，放入样品盒或纸袋，滤膜采集后，如不能立即称重，应在4条件下冷藏保存。并做好采样记录。 4)采样后滤膜样品称量按分析步骤进行。分析步骤 称量得出标准滤膜质量，所谓标准滤膜即是，取清洁滤膜若干张，在恒温恒湿箱，按平衡条件平衡24h，称重。每张滤膜非连续称量 10 次以上，求每张滤膜的平均值为该张滤膜的原始质量。每次称滤膜的同时，称量两张“标准滤膜”。若标准滤膜称出的重量在原始质量±5mg（大流量）范围内，则认为该批样品滤膜称量合格，数据可用。否则应检查称量条件是否符合要求并重新称量该批样品滤。将滤膜放在恒温恒湿箱（室）中平衡24h，平衡条件为

22、：温度取 15至30中任何一点，相对湿度控制在45%至55%范围内，记录平衡温度与湿度。在上述平衡条件下，用感量为0.01mg 的分析天平称量滤膜，记录滤膜重量。同一滤膜在恒温恒湿箱中相同条件下再平衡1h后称重。对于PM2.5颗粒物样品滤膜，两次重量之差分别小于0.04mg为满足恒重要求结果计算与表示浓度计算公式为： C = (W2 - W1)/Ft*1000式中：CPM2.5的质量浓度，mg/m3； W2采样后滤膜质量，mg； W1采样前滤膜质量，mg； F换算成标准状况下的采样流量，L/min；  t采样时间，min计算结果保留 3 位有效数字。小数点后数字可保留到第 3 位实际

23、应用中得出的结果参照表1对空气质量进行评估。减小误差注意事项： <1> 采样器每次使用前需进行流量校准。 <2>滤膜称量时要消除静电的影响，使用前均需进行检查，杜绝小孔或缺陷。 <3>当PM2.5 含量很低时，采样时间适当延长。采样前后，滤膜称量应使用同一台分析天平；要经常检查采样头是否漏气；由于分析天平的感量为0.01mg，滤膜上颗粒物负载量应大于0.1mg，以减少称量误差。重量法的特点分析：重量法是最直接、最可靠的方法，是验证其它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工称重，程序繁琐费时。相对来说误差较大，不能实现实时监测。如果要实现自动监测，就需要用到另外

24、两种方法。(2)微量振荡天平法和射线吸收原理 图六 振荡天平法粒物监测仪 图七 射线PM2.5测定仪微量振荡天平法微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在其振荡端安装可更换的滤膜，振荡频率取决于锥形管特征和其质量。当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量，再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标志的质量浓度。射线吸收原理 射线仪原理：利用射线衰减的原理，环境空气由采样泵吸入采样管，经过滤膜后排出，颗粒物沉淀在滤膜上，当射线通过沉积着颗粒物的滤膜时,射线的能量衰减，通过对衰减量的测定便

25、可计算出颗粒物的浓度 将PM2.5收集到滤纸上，然后用一束射线照射，当射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减，衰减的程度和PM2.5的重量成正比。我们可以根据射线的衰减程度，就可计算出PM2.5的重量。 3.3 两种测定方法的优缺点比较 重量法优点是成本较低，适用于用于PM2.5污染变化较小的城市，近郊或经济条件相对落后的小城市，在 环境质量评估中应用比较广泛。缺点是误差较大，人工工作量大，取样，滤膜采样前后的烘干称重，人工换纸和手工计算浓度，自动化程度低，不适合进行远距离监测。不能对某些恶劣天气的变化进行实时反映，不能反映PM2.5浓度的短时间变化情况，且取日均值时需连续采样12小

26、时以上，费时费力。微量振荡天平法优点是测量准确，振荡天平法在现场测定中受干扰物和不确定因素的影响较少 ,其测量准确性优于射线衰减法。监测仪运行费用和射线衰减法大致相同，维护量和故障率均较低，使用方便简洁。可以为环保部门进行空气质量评估和政府决策提供准确、可靠的数据依据。缺点是成本较重量法高。射线吸收原理优点是较精确，监测仪的运行费和微量振荡天平法用大致相同 ,维护量和故障率均较低。样品量需求量很少，自动监测仪适用范围较广，省时的同时也减小了工作量，采样时间小于90min，可以每小时自动一个监测数据。在污染较重或地理位置重要的地方，自动监测仪可以实时反映PM2.5浓度的变化情况，广泛应用空气质量

27、连续自动监测中，可进行数据传输，有利于远程监测和自动控制，并极大的减少了人工工作量。缺点是相对成本较高。4.雾霾的防治措施 对我国来说雾霾及pm2.5的防治工作任重而道远，它需要我们每一个人从我们生活中的点点滴滴做起，保护我们赖以生存的地球环境。4.1雾霾的应对措施 治理雾霾最主要的方法是减少排放，目前各种化石能源的大规模使用是造成雾霾天气的最主要原因要想从根本上解决雾霾问题，最有效的方法就是减少排放。我国应汲取世界各国的正确的环保策略和清洁能源利用策略。雾霾根源于于污染能源的使用，污染能源中的煤、石油、天然气为多，其中煤为最污染的能源。就像治病治根，治理雾霾就必须除根！逐渐降低煤的使用率！煤

28、的使用率一旦降低到一定程度，环境必会好起来。与此同时，奖励 新能源的开发与创新，如大力利用核能、太阳能，鼓励发展利用生物质能。目前有一些简单的应对措施。 作为当代大学生，不参加野外烧烤活动，不参与燃放烟花爆竹，不要随意焚烧垃圾。在校内我们可以积极参与和创建“绿色学校”活动。不浪费资源、节约用水、用电，搞好教室、公区环境卫生。在家里的话，种植花草树木，植物对空气有一定的净化作用，经常洒水搞好环境卫生。在社区我们可以中宣传环保知识，同破坏环境的行为作斗争。其实最容易受PM2.5影响的人群有心脏病患者，肺病患者，儿童和老年人。下面提出了几种帮我们减少PM2.5伤害的建议：注意饮食的选择。饮食清淡多喝

29、水，少食刺激性食物，多吃些豆腐、牛奶等食品，适量补充维生素D，少吸二手烟老年人可以多做呼吸操，锻炼增强肺功能雾霾天气能见度较低，视线差，行车走路要倍加小心。雾天少出门关好门窗，尽量避开PM2.5浓度高的早上和傍晚空气污染严重时最好把窗户关起来避开烟花爆竹燃放的地点抖被子时让小孩离开锻炼身体时要尽量远离PM2.5污染源。外出时戴口罩防护身体，防止污染物由鼻、口侵入肺部，外出归来后，应立即清洗面部及裸露肌肤。尽量避免吸入油烟和煤气液中的PM2.5。 4.2 中国未来雾霾治理的前景与展望我国是世界上最大的发展中国家，我国的环境问题并不是单纯本国问题可能也会影响到周边的一些国家和地区。雾霾的治理同时也

30、反映政府应对某些重大问题的处理能力，处理好了可以在民众中增加政府的威信力。 随着我国经济的发展，更多的资金将会投入到科技的创新与发展之中，我国的科技水平估计也会有很大的提高，到时候可能会有先进的科学技术来治理雾霾问题。我国还可以大力发展新能源，将新能源用于工业生产和汽车上面，这样的话，就可以减少PM2.5污染物的排放量。我国现在已经有很多城市都开始淘汰燃油的公交汽车了，很多都换上了，天然气或者电车动公交车。我国也已经开始了汽车限购，这也可以很有效减少污染物的排放。所以我国的治理应该会有一定的效果，前景乐观。还有就是我国正在进行产业升级，大力发展第三产业，将现在的工业重工业向第三产业服务业过渡。

31、环保部门检查督促重点企业实现产业升级，通过技术改革，减少甚至杜绝污染物质的排放。 我国也正在逐渐解决工业、燃煤及面源、扬尘、机动车尾气等问题。加强空气质量监测分析和信息发布，推进区域联防联控等措施，实施大气污染治理有关重大项目、协调推进各行业各领域治污具体工作。同时我国也应该开展宣传教育工作，使人民群众了解雾霾所给我们带来的问题，并且了解简单的应对措施。最根本的还是通过发展新能源、降低汽车尾气排放等举措，防治大气污染。论文前段也提到过了，雾霾产生的根本原因是化石燃料不完全燃烧产生的，所以，解决治理雾霾问题的根本措施是发展清洁能源，比如核能，风能，太阳能潮汐能和生物质能。我国治理雾霾的前景是广阔而美好的，从根本上解决雾霾问题在于减少化石能源的燃烧，发展清洁能源。而对于发展新能源这方面，我国拥有雄厚的基础。在核能方面，我国是世界上最早拥有核武器的国家之一；潮汐能，我国东部又有很长的海岸线，又有得天独厚的先天条件；对于太阳能的话，我国可是世界上最大的光伏组件生产大国，目前遭到欧美国家的抵制，正是扩大内需,推动国内市场的良好时机，可以大规模兴建光伏发电设施，从根本上解决雾霾问题。结论 雾霾的治理相当的重要，雾霾不但影响了我国的经济发展，而且还严重影响了民众的健康问题。严重了还会影响百姓对当局政府的信任问题。所以雾霾的问题已