Cómo detectar si hay sustancias nocivas en el aire
Tecnología de monitorización de la contaminación del aire.
1. Métodos de detección tradicionales
La mayoría de los sistemas tradicionales para detectar la contaminación del aire son sistemas de detección puntual, es decir, se utilizan métodos de detección específicos para detectar contaminantes específicos. Los principales métodos de detección tradicionales de los sistemas de detección modernos son:
1) Métodos de detección de CO y CO2: el método comúnmente utilizado es el método infrarrojo no espectral. El principio de funcionamiento del instrumento se basa en detectar la absorción selectiva de rayos infrarrojos por CO y CO2, y medir la absorbancia en diferentes longitudes de onda de absorción. El tamaño de la absorción de luz está relacionado linealmente con la concentración del gas, midiendo así la intensidad. de luz transmitida a través del sistema de detección. El contenido de gas se puede medir en la orina y las heces.
2) Método de detección de compuestos orgánicos volátiles (COV) (benceno, tolueno, xileno, dicloroetano, tetracloruro de carbono, tetracloroetileno, tricloroetileno, acetona, etc.): Cromatografía en fase gaseosa. Es decir, cromatografía utilizando gas como fase móvil. Este es un método de prueba estándar estipulado por el estado. La obtención de resultados es más lenta, pero los datos medidos tienen credibilidad y autoridad de arbitraje.
3) Método de detección de formaldehído: la detección in situ generalmente utiliza el método de electrólisis de potencial constante. El gas a probar se descompone a un potencial específico y el contenido del gas a probar se detecta mediante detección. la corriente generada. Los métodos utilizados en las pruebas de laboratorio son generalmente métodos de detección de reactivos químicos o cromatografía de gases y cromatografía líquida.
4) Método de detección de amoniaco: método de detección de reactivos químicos o método de electrólisis. Como espectrofotometría de azul de indofenol, espectrofotometría de reactivo de sodio, espectrofotometría de hipoclorito de sodio-ácido salicílico y método de electrodo selectivo de iones.
5) Método de detección de ozono: El primero es la fotometría UV. Este método utiliza un analizador de ozono por absorción de rayos UV para medir la concentración de ozono en el aire ambiente. El principio de funcionamiento de este instrumento se basa en la absorción de luz ultravioleta por ozono con una longitud de onda de 254 nm. El detector detecta la intensidad de la energía luminosa y luego la convierte en concentración de ozono mediante simulación. El segundo es la espectrofotometría de disulfonato de índigo de sodio. El principio de este método es que el ozono en el aire reacciona equimolarmente con el índigo disulfonato de sodio azul en la solución de absorción en presencia de tampón fosfato y se desvanece para formar índigo disulfonato de sodio, y la absorbancia se mide a 610 nm. El tercero es el método de quimioluminiscencia. El principio de este método es que la bomba de muestra aspira el gas de muestra a un caudal constante, ingresa a la cámara de reacción del analizador de quimioluminiscencia y lo mezcla con etileno a un caudal excesivo para provocar una reacción química y puede producir hasta a 400 nm de luz visible. La intensidad de la luz emitida es proporcional a la concentración de ozono en la muestra y es amplificada y detectada por un tubo fotomultiplicador.
6) Método de detección de óxidos de nitrógeno y SO2: método de detección por biosensor. El biosensor de óxido de nitrógeno está compuesto por una membrana porosa permeable al gas, bacterias nitrificantes inmovilizadas y un electrodo de oxígeno. Las bacterias nitrificantes de este sensor utilizan el nitrito como única fuente de energía. Su actividad respiratoria aumenta con la presencia de nitrito y provoca el proceso respiratorio. La disminución de la concentración de oxígeno disuelto puede detectarse mediante el electrodo de oxígeno, reflejando así indirectamente el contenido de nitrito y reaccionando con el contenido de óxidos de nitrógeno. El biosensor de dióxido de azufre está hecho de microsomas hepáticos que contienen sulfito oxidasa y un electrodo de oxígeno. El sensor mide la concentración de sulfito en el agua de lluvia para reflejar el contenido de dióxido de azufre en la atmósfera.
2. Con el mayor desarrollo de instrumentos ópticos y sistemas de detección óptica, la tecnología moderna de detección óptica de la contaminación del aire también está desarrollando constantemente nuevas tecnologías.
A finales de la década de 1970, Estados Unidos, Alemania, Japón, Reino Unido, Rusia, Canadá y Suecia utilizaron también la teoría de la dispersión de la luz, la dispersión de Mie, la dispersión Raman, la absorción diferencial y otras técnicas espectroscópicas. Como radar láser de absorción diferencial controla la contaminación. La dispersión Mie se usa principalmente para detectar la concentración de partículas (como el polvo), y la dispersión Raman se usa principalmente para detectar fuentes de contaminación de alta concentración a corta distancia. La tecnología de absorción diferencial tiene mayores ventajas, como su sensibilidad de monitoreo de hasta. 10-9
, la distancia de detección puede ser de decenas de metros a decenas de kilómetros y se puede utilizar para medir una variedad de contaminantes.
La teoría de la dispersión de la luz se ha utilizado ampliamente para analizar el tamaño y la concentración de las partículas. En el caso del monitoreo en tiempo real, la aplicación de métodos de dispersión de la luz tiene mayores ventajas.
El monitoreo en línea de las emisiones de polvo de gases de combustión es un medio esencial para controlar las fuentes de contaminación. Al medir las emisiones de polvo, es necesario medir la concentración y el caudal de polvo al mismo tiempo. Se ha comenzado a utilizar este tipo de instrumentos y equipos fotoeléctricos. en nuestro país. Investigadores del Departamento de Física de la Universidad Normal del Sur de China propusieron además un esquema de recepción de información de concentración de luz dispersada hacia adelante y un sistema de medición de concentración y tamaño de partículas en línea a través de un análisis detallado de los problemas actuales en la medición de la concentración de esta tecnología. solo en teoría es más completo y puede mejorar la precisión del monitoreo en línea y la confiabilidad del trabajo de las emisiones de polvo de gases de combustión.
En cuanto a la investigación sobre la medición del método Mie, ya en las décadas de 1960 y 1970, nuestro país estableció el primer metro bajo los auspicios del académico Zhou Xiuji, el investigador Zhao Yanzeng y el académico Lu Daren de la Instituto de Física Atmosférica, Academia de Ciencias de China. Dispersión lidar y realización de investigaciones de detección de aerosoles y nubes atmosféricas. La revista "Environmental Technology" propuso un principio de medición de partículas con cavidad abierta con láser basado en la teoría de dispersión de Mie. La cavidad interna del láser se utiliza como área de inyección de partículas, y la densidad espectral de potencia de la cavidad interna del láser es mucho mayor que la de la cavidad interna del láser. densidad de potencia fuera de la cavidad, combinada con una teoría avanzada de dispersión láser, para detectar partículas en el aire. Y se ha demostrado mediante la práctica que este método es muy eficaz para detectar partículas con tamaños de partícula más pequeños. Además, el profesor Yang Shushen de la Universidad de Minería y Tecnología de China y otros también presentaron en el artículo "Tecnología de concentración de partículas atmosféricas y su desarrollo" un instrumento de medición de dispersión de luz basado en la teoría de dispersión de Mie, que puede detectar la concentración de partículas en el aire en línea en tiempo real y es adecuado para lugares públicos. Se utiliza en lugares como sitios de salud y producción y en el monitoreo de la calidad del aire.