基于单片机的空气质量远程检测系统项目设计方案.doc

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1、基于单片机的空气质量远程检测系统项目设计方案1.1关于二氧化硫监测的背景和应用随着现代社会工业的发展，空气污染致使空气质量的越来越差。空气是人类生产和生活活动中永远都离不开的重要部分，空气质量状况对人们的日常生活和社会发展有着重要的作用，必然受到人们的高度重视。为了更进一步的解空气环境质量，达到保护、管理和改良环境的目的，就必须有计划地进行空气环境的调查研究和监测，以便得到明确的认识，同时有效地采取措施，控制和减少空气污染。空气污染物中的二氧化硫对人体健康的影响很大。二氧化硫通过呼吸进入气管，对局部组

2、织产生刺激和腐蚀作用，影响呼吸道，诱发支气管等疾病。特别是当它与烟尘等气溶胶共存时，更加重对呼吸道粘膜的损害。二氧化硫对人们的日常生活、工作、娱乐等方面也有不同程度的影响。高浓度二氧化硫中毒主要引起不同程度的呼吸道及眼的刺激症状。轻微时会发生流泪、畏光、咳嗽严重者则可在数小时发生肺水肿而出现呼吸困难。工业生产中的二氧化硫急性中毒，一般仅见于事故发生时。吸入极高浓度时可立即引起发射性声门痉挛而致窒息死亡。二氧化硫排放导致了严重的酸雨、光化学烟雾等全球环境问题。当空气中的二氧化硫(还有氮氧化物)转换为酸性

3、降水，形成酸雨。它对地理和生态环境有重大影响，这种影响是直接的和潜在性的。会造成土壤的酸化、腐蚀各种建筑物材料。目前中国已有62.3%的城市，二氧化硫的过量排放己成为中国酸雨污染的最主要的原因。天然降水的本底pH值为5.65，一般将pH值小于5.6的降水称为酸雨，形成酸雨的主要物质是二氧化硫和氮氧化物，而我国酸雨以硫酸为主，当二氧化硫经液相氧化或者气相氧化反应生成，被降水洗脱降到地面后形成酸雨。酸雨对水生生态系统、农业生态系统、森林生态系统、建筑物和材料以及人体健康等方面均有危害，并己造成了较大的损失

4、。80年代，中国的酸雨主要发生在西南地区，面积约为170万平方公里，到了90年代，酸雨污染扩展到华中、华南、华东、华北和东北等地区，面积已占全国面积的40%。二氧化硫及其所形成的酸雨已成为制约我国社会经济可持续发展的重要因素之一。因此，对周围环境中二氧化硫进行监测是断定二氧化硫污染程度、进行二氧化硫污染治理的必要工作。空气中二氧化硫的浓度经常以每立方米空气中的二氧化硫含量来表示，可以用质量体积比()或者气态时的体积比()表示。它们之间的换算公式为：(1.1)所以对于二氧化硫，。由于环境条件复杂，随机变

5、化明显，浓度围较宽，二氧化硫的浓度值具有极强的时间性和空间性，受人为和空间环境影响特别大，为了实现监测数据的准确性、精密性和可比性，以及使监测数据更具权威性和法律性。加强空气环境监测的质量保证尤为重要。在国家环保部的指导下，环境监测质量保证工作逐步地走向规，并陆续出台了一系列各种环境监测标准方法与文件，以及管理规定和制度。如《水和废水监测分析方法》、《环境空气监测质量保证手册》。这在制度和方法上对空气环境的监测进行了统一，体现了环境监测的科学性和严肃性，同时对空气环境的质量保证也有了明确的规定。特别是

6、近期《环境监测质量保证管理规定》、《环境监测人员上岗证管理规定》等制度的出台，在很大程度上，一方面规了环境监测的科学方法，另一方面又对环境监测人员提出了更高的要求。逐步实现环境监测质量保证工作的系统。1.2二氧化硫监测仪器的现状目前对二氧化硫的监测手段有很多种，常用的方法有分光光度法，碘量法，荧光光度法，紫外荧光法，离子检谱法，电化学SO2传感器法。生物（苔藓，蔷薇）法等用于SO2测量的新技术也在研发过程中。这几种方法的优缺点如下：分光度法主要基本原理是利用空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后，与甲醛和

7、盐酸副玫瑰苯胺(PRA)反应生成紫红色化合物，其颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光度法测定其颜色成分。其优点是灵敏度高，选择性好，易于操作，设备简单等。缺点是使用毒性极大的四氯汞钾作吸收液，不仅对操作人员健康产生影响，而且分析后大量含汞废液往入会造成环境污染。碘量法的基本原理是利用氨基磺酸铵-硫酸铵混合溶液吸收SO2是固定污染源排气的SO2浓度和SO2排放速率测定的经典方法。其优点是具有测定浓度围宽，所需设备简单，易操作等特点。荧光光度法是根据奎宁与SO2反应能够生成荧光物质，利用荧光光度计在365

8、nm处激发和450nm处测定荧光强度即可计算出SO2的浓度。优点是灵敏度高。缺点是易受氧气的干扰。紫外荧光法的基本原理为由光源发射出的紫外光，通过光源滤光片进入反应室，样气中的SO2分子吸收紫外光生成激发态SO2,当它回到基态时放射出荧光紫外线,其放射荧光强度与SO2浓度成正比,通过第二个滤光片,用光电倍增管接受荧光紫外线并转化为电信号,经过放大器输出,即可知道SO2浓度。离子监测法工作原理为待测空气被连续地抽入仪器，经过选择性过滤器，除去干扰物后进入库