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浅议对大气污染源的探测方法 
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-08-17 15:05:16

浅议对大气污染源的探测方法 

     【摘 要】 随着我国现代化进程和经济水平的快速发展,大气污染问题日益严峻,尤其在经济发展快速的大中型城市中空气质量随着人口和机动车数量的增多,以及各大工厂废气排放等因素逐年下降,不少城市已经出现脏雨、雾霾等严重空气污染问题,另一方面也加剧了温室效应和热岛效应的程度,因此对于空气污染的治理工作已经迫在眉睫,是当前社会经济发展首要任务。而在治理大气污染的过程中首要问题就是对污染气体进行准确、快速、有效的检测,本文对大气污染危害以及污染源等进行简要阐述,并重点分析了先进激光质谱大气污染源探测方法,最后也提出了一些大气污染防治的一些措施。 

  【关键词】 大气污染源 危害 激光质谱法 防治措施 

  1 大气污染源及危害 

  1.1 我国大气污染因素及现状 

  对于大多数发展中国家来说,在经济发展的头些年都要走先污染后治理的老路,在各项技术不够成熟的情况下,只依靠充分的资源以及廉价的劳力来实现经济的快速发展,在发展过程中经济效益始终排在第一位,对于环境的保护工作做的不够到位,导致了生态的破坏以及空气污染等环境问题,尤其是在工业废气方面,由于没有先进成熟的废气处理工艺,很多工厂对废气都只进行高空排放处理,使得我国大气污染近些年来日益加重。 

  1.2 危害 

  大气污染的危害首要就是对人体和动物的健康伤害,人或动物吸入过多的污染空气或吃了被空气污染的食物就会危害健康,造成病变甚至死亡;此外,大气污染严重之后有可能形成酸雨对农业、林业、养殖业还有建筑物等造成影响;大气污染要是更加严重会破坏臭氧层形成空洞,或者由于CO2的排放过多形成温室效应,造成全球变暖,对人类和生物的生存环境造成危害。 

  2 激光质谱大气探测方法 

  2.1 激光质谱法的原理 

  大气污染主要是由燃烧气体造成的,而大气污染源气体主要有CO、CO2、NOx、SO2以及二恶英类化合物等,其中二恶英有毒并且是严重的致癌物质,二恶英主要来源是垃圾的焚烧,应用激光质谱法能够有效的检测出空气中的二恶英化合物。激光质谱法是共振多光子电离(REMPI)与飞行时间质谱(TOF-MS)的结合,在共振多光子电离时,中性分子吸收一个或多个光子达到中间激发态,再吸收一个或多个光子实现电离,通过与分子中间激发态的共振,产生电离的几率很高,最简单的情况就是中性分子吸收一个光电子达到其激发态,再吸收第二个光子达到电离限之上的连续态,这就是(1+1)共振多光子电离过程。此时,需要通过高阶多光子电力过程,依据每个分子特殊的吸收光谱的特点,可以用合适的激光波长来选择电离某些分子,同时可以抑制其他分子的电离信号,因此共振多光子电离法可以实现多组分分析;同时激光质谱法还会使用飞行时间质谱仪,这个质谱仪可以对脉冲激光产生的离子进行选择性探测,高速的对离子进行质量分辨,具有高灵敏度和高质量分辨率的特点,其激光器和进样系统的重复率可达到100Hz,能够实现10ms的时间分辨。 

  2.2 激光质谱法的优势和应用 

  与传统的大气污染源探测技术相比,激光质谱法具有高灵敏度、高选择性、高速度分辨和多组份一起分析等优点,是目前国内对大气污染源探测的主要探测技术,激光质谱发不仅能够实现实时动态监控,还能有效地对大气进行全面的污染源确认,有利于快速、全面地得出分析数据以及确定污染气体治理方案。目前,激光质谱法在我国汽车尾气和垃圾焚烧气体探测中得到了大力应用,采用可移动的激光质谱仪,可以有效地对汽车尾气中各个成分实时动态变化进行监控和绘图,对汽车在不同行驶状态时的尾气污染物变化提供可靠证据,得出汽车在什么行驶状态下才能使尾气中有害物质浓度最低,确认什么时候燃烧最为安全,对空气污染最小;总的来说激光质谱仪起到了排放气体的有效在线检测的作用。 

  3 大气污染防治措施 

  我国目前空气污染的主要问题是含菌量大、悬浮颗粒和可吸入颗粒含量高、工业废气排放不达标、机动车尾气排放量大、生活垃圾焚烧不完全等,针对我国大气污染的国情,在大气污染防治措施方面主要从以下几个方面着手: 

  3.1 采用激光质谱法对大气污染源进行实时探测 

  治理污染的同时也应该控制污染源,才能保证空气治理工作得到效果,因此对大气的污染源进行实时探测就是尤为重要的,采用激光质谱法高速高效的进行探测,通过得出的数据和图谱分析空气污染情况,及时采用有效手段解决污染源问题,不能彻底解决也要把污染指数控制在国家法律规定的合格值范围内。 

  3.2 改善燃烧工艺 

  其实大多数的工业污染和生活垃圾焚烧污染都是由于燃烧不完全造成的,采用先进的国外技术或者自主研发更好的燃烧技术是解决大气污染的重要一步,如果燃烧工艺不能够得到改善,废气中的污染物质不会减少,会对大气的治理工作造成困难。 

  3.3 大力推广空气净化装置,开发新技术 

  在控制污染源污染物排放量的同时,也要重视空气净化装置的使用,一定要要求工业废气经过净化处理达标后才可以排放,汽车排气管也要大力推广尾气净化器,减少汽车尾气对大气的污染。 

  3.4 增加城市绿化面积,保护树木 

  绿化就是城市的肺,增加城市的绿化面积、保护树木也是一种治理大气污染的一个途径,树木能够起到吸收有害气体,净化空气的作用,因此城市绿化工作不可忽略,还要严格要求,大力推广,保护环境。 

  4 结语 

  大气污染与人们的身体健康和生活环境息息相关,我国是大气十分污染严重,严重的大气污染已经对我国部分城市造成了酸雨、雾霾等恶劣的空气问题,已经影响到了人们的正常生活,我国对大气污染的治理工作已经到了迫在眉睫的地步,并且对大气的治理工作还要几十年如一日的持续下去才能见到成效。而解决大气污染问题首要就是对对大气污染源的探测工作,近些年来我国对大气污染源的探测工作也有所进展,其中激光质谱探测技术已经在汽车尾气和生活垃圾焚烧气体检测等方面日臻成熟和完善,激光质谱探测法也是目前最高效、最灵敏、最先进的大气污染源探测技术。 

  参考文献: 

  [1]樊新岩.激光质谱法在大气污染物分子探测中的应用研究[J].曲阜师范大学,2005.01. 

  [2]章莲蒂,魏杰.激光质谱法探测度量污染气体的定标研究[J].中国环境科学,2000.5. 

  [3]李子饶,魏杰,张冰.激光质谱法:原理及其在环境监测中的应用[J].量子电子学报,2001.02. 

  [4]章莲蒂,魏杰,张柏林,夏柱红,张冰.探测大气污染源的新方法——激光质谱法[J].原子与分子物理学报,2000.02. 

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