大气颗粒物(PM10/PM2.5)监测关键技术及设备产业化
成果信息
项目年度编号: 1500030305
限制使用: 国内
省市: 安徽
中图分类号: X513 X831
成果类别: 应用技术
成果公布年份: 2014
关键词: 大气监测 颗粒物监测 大气污染防治
成果简介: 本项目属于环境监测技术领域。近年来,我国以灰霾为代表的区域性大气复合污染问题日益突出,颗粒污染物已经成为我国大气污染中的首要污染物。随着我国《大气污染防治行动计划》的发布和各地《大气污染防治目标责任书》的签署,对大气颗粒物(PM10/PM2.5)的防控更是提出了明确的目标与要求。准确全面的掌握大气环境污染状况,认识其发展和演变规律是制定大气防治措施的基础;现有的手工称重和化学分析等监测手段程序繁琐、费时费力,远不能满足我国大气颗粒物业务化观测和污染机理研究的技术需求。在国家科研项目的支持下,本项目自主研发了大气颗粒物(PM10/PM2.5)监测关键技术及设备,包括β射线法大气颗粒物监测仪、大气颗粒物粒径谱仪、气溶胶有机碳/元素碳在线分析仪、前向散射式大气能见度仪,实现了大气颗粒物质量浓度、粒径谱、碳组分、消光特性的快速在线监测,并开展了大气颗粒物监测关键技术与设备的应用示范和产业化。本项目主要技术内容和特点有: ①发明了β射线法大气颗粒物监测仪采样管升降装置,通过压簧座升降装置驱动压簧座上下运动实现采样管上下运动,确保系统运转平稳,提高了采样效率。发明了大气颗粒物监测仪走纸装置,滤纸的移动随主动轴直线移动,确保滤纸移动平稳、相邻采样斑点之间的距离始终保持一致,计数精度高。自主创新了动态加热等关键技术,使得PM10/PM2.5的检测限达到1μg/m<'3>,技术指标达到国际先进水平。 ②发明了一种在线分级纳米级粒子粒径的装置,基于带电荷量相同的不同粒径的粒子在电场中迁移率不同的特性实现1μm以下粒径范围的纳米级粒子的准确分级。创新设计了便于调试的单柱透镜椭圆双光斑整形系统、高速大容量气溶胶粒子分类计数存储器、空气动力学射流加速喷口,解决了单颗粒粒径谱的实时探测和高速信号处理难题,实现了5nm~10μm范围内的大气颗粒物粒径谱的宽范围快速测量。 ③发明了自动测量大气气溶胶中有机碳/元素碳质量浓度的方法,采用热学分解和光学测定方法准确确定有机碳和元素碳的分割点,有效地解决了传统技术中热学分析方法不准确性大,以及光学测定法无法测定有机碳的问题,大大提高了大气气溶胶有机碳和元素碳质量浓度的测量速率,元素碳和有机碳的最低检测限分别为0.2ugC/cm<'2> 和0.9ugC/cm<'2>,技术指标达到国际先进水平。 ④发明了前向散射能见度仪的光学透镜测污装置和标定方法,通过检测透镜后向散射信号监测外场在线运行的透镜表面污染程度,解决了光学元件表面污染物对测量数据可靠性的影响问题,实现了仪器在室内的快速、准确标定,仪器长期测量数据的完整性、可靠性、准确性、一致性均达到气象和交通等部门的大气能见度业务化观测要求。项目已获得6项发明专利、7项软件著作权登记,主要研究成果在国内外核心期刊发表,拥有项目技术的全部知识产权,研制了系列大气颗粒物监测高技术设备,并在北京、广州、黑龙江、四川、甘肃等地开展了系统应用示范,验证了监测数据的准确性和可靠性。研发的大气颗粒物在线监测技术与设备弥补和扩充了已有业务监测网络在监测手段、监测内容和监测范围的不足,为揭示大气复合污染的形成和演变等提供了强有力的技术支撑。项目成果为今后我国城市大气颗粒物污染治理和环境空气质量改善提供科技支撑。项目已与多家企业合作进行了批量生产。2011年以来,已在安徽、江苏、北京等19个省市共安装大气颗粒物监测设备1200余套,实现新增产值1.5亿元,新增利税5700万元。系列设备为我国的空气质量管理提供了技术支撑和设备保障。
申报信息
推荐部门: 中国科学院合肥物质科学研究院
工作起止时间: 20020101-20091231
相关人信息
完成单位: 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽蓝盾光电子股份有限公司 合肥学院
完成人: 刘建国 刘文清 桂华侨 陆钒 钱江 陈军 程寅 潘焕双 赵南京 化利东
行业及专利信息
应用行业名称: 环境监测 环境治理
应用行业码: 766 802
转让信息
投资信息
推广信息
联系信息
联系单位名称: 中国科学院合肥物质科学研究院
联系单位地址: 安徽省合肥市蜀山湖路350号
邮政编码: 230031