空气质量调研报告

调研报告

首先，我通过大量的阅读相关的书籍、文献资料和网上搜集，汇聚了大量的材料，终于对空气质量检测有了宏观的认识。比如空气质量检测的基本指标，空气污染状况以及现在空气质量检测的国内外研究现状等。同时，现在基于zigbee 的无线传感网络发展飞速，而且应用起来更加的方便快捷。于是，经过大量的阅读我对zigbee的构成，原理，应用，研究状况已经有所了解，并且知道了自己的题目在zigbee中的地位和作用。在对zigbee有了一个宏观的把握后，大略的知道自己的思路是什么，对于具体的细节我还需要进一步的调研。下面我挑选一些我所阅读的比较典型的资料，并根据这些资料说说我的收获。

一、空气质量检测的应用背景

1、室外空气质量

空气质量（air quality）的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业污染、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

（1）空气污染的污染物

烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物（PM2.5）、细颗粒物（PM10）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等等。

●可吸入颗粒物是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物。通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。

●二氧化硫（SO2）是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫是形成工业烟雾，高浓度时能刺激人的呼吸道，使人呼吸困难，严重时能诱发各种呼吸系统疾病，甚至致人死亡。二氧化硫进入大气层后，溶于水形成亚硫酸（H2SO3），部分会被氧化为硫酸（H2SO4），形成酸雨

●氮氧化物(NOX)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物，但主要是一氧化氮(NO)和(NO2)，它们是常见的大气污染物。以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的氮氧化物与氮氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾,称为光

化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。

●一氧化碳(CO)是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不易与其他物质产生化学反应，故可在大气中停留2～3年之久。由于一氧化碳极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕，头疼，重者脑细胞受到永久性损伤，甚至窒息死亡；一氧化碳尤其对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性更大。

（2）空气质量指数

空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。

（3）AQI计算与评价过程

第一步是对照各项污染物的分级浓度限值(AQI的浓度限值参照（GB3095-2012），API的浓度限值参照（GB3095-1996）)，以细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等各项污染物的实测浓度值（其中PM2.5、PM10为24小时平均浓度）分别计算得出空气质量分指数（Individual Air Quality Index，简称IAQI）；

式中：

IAQIP——污染物项目P的空气质量分指数；

CP——污染物项目P的质量浓度值；

BPHi——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的高位值；

BPLo——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的低位值；

IAQIHi——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPHi对应的空气质量分指数；

IAQILo——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPLo对应的空气质量分指数。

第二步是从各项污染物的IAQI中选择最大值确定为AQI，当AQI大于50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物；

式中：

IAQI——[3] 空气质量分指数；

n——污染物项目。

第三步是对照AQI分级标准，确定空气质量级别、类别及表示颜色、健康影响与建议采取的措施。

简言之，AQI就是各项污染物的空气质量分指数（IAQI）中的最大值，当AQI大于50时对应的污染物即为首要污染物。IAQI大于100的污染物为超标污染物。

（4）雾霾

雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是细颗粒物（PM2.5），也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1－2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫

酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。

雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。

雾气看似温和，里面却含有各种对人体有害的细颗粒、有毒物质达20多种，包括了酸、碱、盐、胺、酚等，以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等，其含量是普通大气水滴的几十倍。与雾相比，霾对人的身体健康的危害更大。由于霾中细小粉粒状的飘浮颗粒物直径一般在0.01微米以下，可直接通过呼吸系统进入支气管，甚至肺部。所以，霾影响最大的就是人的呼吸系统，造成的疾病主要集中在呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎症等病种上。

2、室内空气质量

室内空气检测是一个新兴的行业。它是针对室内装饰装修、家具添置引起的环境污染超标情况进行的分析、化验的过程且出具国家权威认可（CMA）具有法律效力的检测报告，根据检测结果值我们可以判断室内各项污染物质的浓度，并进行有针对的防控措施。

（1）当前状况

依据室内空气质量标准，调查监测了新建及新装修的幼儿园、写字楼、家庭居室等180余户近3万平方米的建筑。检测结果表明：室内空气质量合格率仅为34.7%。其中，在不合格的室内空气中，氨的污染最为严重，超标率为56.9%，测得的最高值超过国家控制标准的62.8倍，平均超标36.5倍；甲醛的超标率为27.8%，苯系物(甲苯、二甲苯等)超标率为14.6%。国外大量研究结果也表明，室内空气污染会引起“致病建筑综合症”（BBS），症状包括头痛、眼、鼻和喉部不适，干咳，皮肤干燥发痒，头晕恶心注意力难于集中和对气味敏感等。建筑关联病（BRI），症状有咳嗽，胸部发紧，发烧寒颤和肌肉疼痛等，所以任何一个场所都有必要进行空气检测，给家人朋友一个舒适健康的生活环境。

（2）标准

当前，室内空气检测的主要依据是《室内空气质量标准》和GB/T18883-2002和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2013。

室内空气检测国家标准项目