淺析傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性

張 磊，古路路

（臨沂市郯城縣環(huán)境監(jiān)控中心，山東 臨沂 276100）

相較于傳統(tǒng)的環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)，傳感技術(shù)不僅操作快捷、相關(guān)儀器體積小便于攜帶，能夠進(jìn)行持續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，且經(jīng)濟(jì)成本低，因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。對(duì)傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性進(jìn)行研究分析，則能為傳感技術(shù)的使用提供依據(jù)，繼而為環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供便利。

1 傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的發(fā)展現(xiàn)狀

環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)可以全面評(píng)估大氣污染程度，但在實(shí)際使用期間依然存在不足之處[1]?，F(xiàn)階段，相較于其他國(guó)家的傳感器技術(shù)，我國(guó)的傳感器技術(shù)在整體精度上相對(duì)較低，使得實(shí)驗(yàn)人員在借助傳感技術(shù)對(duì)環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)一致性和穩(wěn)定性不足的情況，難以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2]。此外，我國(guó)對(duì)于傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用相對(duì)較少，缺乏足夠的應(yīng)用案例，同時(shí)也缺少與之相關(guān)的新聞報(bào)道，傳感技術(shù)應(yīng)用還沒(méi)有得到全面普及和推廣。不僅是國(guó)內(nèi)，國(guó)外對(duì)于傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)性能以及影響因素方面也缺乏足夠的研究，無(wú)法有效地將傳感技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)當(dāng)中，因此為了更好地開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，在進(jìn)行空氣監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的整體情況進(jìn)行綜合分析[3]。

目前，國(guó)內(nèi)空氣污染問(wèn)題日益加劇，以PM2.5、PM10為代表的相關(guān)污染物造成的地區(qū)性空氣環(huán)境問(wèn)題日漸突出[4]。因此為了加強(qiáng)對(duì)環(huán)境空氣的監(jiān)測(cè)，可以將傳感技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)當(dāng)中。目前，傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用主要是對(duì)空氣當(dāng)中的污染氣體以及顆粒物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)這種方式來(lái)尋找區(qū)域當(dāng)中較為明顯的污染源。此外空氣監(jiān)測(cè)是科學(xué)評(píng)價(jià)大氣質(zhì)量、有效反映大氣質(zhì)量的控制措施[5]。

本次實(shí)驗(yàn)對(duì)傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性進(jìn)行了研究，同時(shí)使用三種不同型號(hào)的傳感器對(duì)空氣當(dāng)中的污染氣體和顆粒物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并以一個(gè)月為實(shí)驗(yàn)周期，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，最終對(duì)傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性進(jìn)行驗(yàn)證。

2 傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的實(shí)驗(yàn)

在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)人員選擇了市場(chǎng)上3種不同品牌的顆粒物質(zhì)以及氣態(tài)污染物傳感器（PM10/SO2/NO2/CO/O3），將三臺(tái)傳感器以A、B、C來(lái)進(jìn)行區(qū)分，并以此來(lái)進(jìn)行傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性實(shí)驗(yàn)。這3臺(tái)傳感器當(dāng)中除了顆粒物傳感器是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品以外，其余2臺(tái)氣態(tài)污染傳感器均為進(jìn)口產(chǎn)品。其中，顆粒物傳感器是基于光散射方法來(lái)對(duì)環(huán)境空氣中的顆粒物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，而氣態(tài)污染物傳感器則都采用電化學(xué)方法來(lái)對(duì)環(huán)境空氣中的污染氣態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，在使用傳感器對(duì)區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)前，實(shí)驗(yàn)人員需要借助氣體艙當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及平行一致性來(lái)對(duì)傳感器的性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保傳感器監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)監(jiān)測(cè)人員在使用傳感器對(duì)區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，還要借助組網(wǎng)測(cè)試對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)這種方式來(lái)驗(yàn)證傳感器的一致性，避免監(jiān)測(cè)結(jié)果存在差異。

除此之外，本次實(shí)驗(yàn)與傳感器進(jìn)行對(duì)比的國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)儀器全部是Ther-mofisher這一品牌，這些儀器的型號(hào)為42i，利用化學(xué)發(fā)光法對(duì)NOX/NO/NO2進(jìn)行監(jiān)測(cè)；43i，通過(guò)脈沖紫外熒光法來(lái)對(duì)環(huán)境空氣中的SO2進(jìn)行監(jiān)測(cè)；48i，借助氣體濾波相關(guān)紅外吸收法對(duì)環(huán)境空氣中的CO進(jìn)行監(jiān)測(cè)；49i，利用紫外分光光度法對(duì)環(huán)境空氣中的O3進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及TEOM 1405/1405F，使用微量振蕩天平法對(duì)環(huán)境空氣中的PM10以及PM2.5進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

本次實(shí)驗(yàn)于2017年1月9日-2月9日期間進(jìn)行，對(duì)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境空氣進(jìn)行24h不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在實(shí)驗(yàn)期間，3臺(tái)傳感器采樣速度一致，同時(shí)所有傳感器的進(jìn)氣口都位于同一水平高度，距離地面大約1.5 m的位置，時(shí)間分辨率為1 min。實(shí)驗(yàn)人員會(huì)每隔一小時(shí)將傳感器讀數(shù)器平均計(jì)算后所得到的值用于研究分析，以此來(lái)判斷空氣當(dāng)中的顆粒物質(zhì)和氣態(tài)污染狀況。本次實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)區(qū)域周邊主要為住宅區(qū)以及辦公大廈，在西面400 m的位置是交通干道。通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)的顆粒物質(zhì)和氣態(tài)污染進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，實(shí)驗(yàn)人員并未發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)有明顯的污染源存在，是典型的城區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。此外，在用傳感器對(duì)區(qū)域內(nèi)顆粒物質(zhì)以及氣態(tài)污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，區(qū)域內(nèi)的相對(duì)濕度大概為26%-97%，通過(guò)傳感器讀數(shù)器平均計(jì)算后得到的平均值為65%，每日的平均氣溫大概為10 ℃。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員用傳感器對(duì)區(qū)域內(nèi)的顆粒物質(zhì)和氣態(tài)污染在線(xiàn)監(jiān)測(cè)6個(gè)小時(shí)后，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)氣態(tài)污染物傳感器的數(shù)值均出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)人員決定將這些不合理的異常高值視為無(wú)效數(shù)據(jù)，不將其與其他數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，這是因?yàn)椋敬螌?shí)驗(yàn)研究的主要目的是傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的方法適用性，不需要考慮季節(jié)變化對(duì)溫度、濕度以及顆粒物濃度的影響。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 顆粒物

3.1.1 數(shù)據(jù)分布與時(shí)間序列

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)用的3臺(tái)傳感器雖然品牌不同，對(duì)環(huán)境空氣的監(jiān)測(cè)方法也不同，但是顆粒物的測(cè)定值卻具有一致性，并且3臺(tái)傳感器測(cè)定值的百分位數(shù)十分接近。不過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)到的PM10測(cè)定值相較于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏低，P50值同樣比國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)低。通過(guò)兩組數(shù)據(jù)的對(duì)比，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)傳感器對(duì)于PM10的測(cè)量準(zhǔn)確度比國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)低，測(cè)量準(zhǔn)確度還有待提高。同時(shí)在對(duì)區(qū)域內(nèi)PM2.5測(cè)定值對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，傳感器測(cè)定值相較于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)低值較多，但大體上傳感器與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分布接近，二者的百分位數(shù)基本一致，不過(guò)傳感器的測(cè)定均值相較于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)偏低。

3.1.2 相關(guān)性分析

從權(quán)責(zé)明確的角度看，成員的權(quán)利和集體資產(chǎn)所有權(quán)的歸屬是依照集體經(jīng)濟(jì)組織內(nèi)部成員所占有的份額進(jìn)行分配的。國(guó)家《物權(quán)法》規(guī)定，所有權(quán)可以分為處分、使用、占有以及收益4個(gè)方面的權(quán)利。所以，應(yīng)該賦予集體經(jīng)濟(jì)組織成員相應(yīng)的處分權(quán)、使用權(quán)、占有權(quán)以及收益權(quán)，允許享有權(quán)利的成員在法律許可范圍內(nèi)有償退出、抵押以及繼承。對(duì)于成員的責(zé)任，要明確集體資產(chǎn)的管理與運(yùn)營(yíng)責(zé)任主體，組成成員通過(guò)成員大會(huì)行使集體資產(chǎn)管理的決策權(quán)以及監(jiān)督權(quán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)收益的分配與協(xié)調(diào)，依照權(quán)利與責(zé)任相統(tǒng)一的基本原則，集體經(jīng)濟(jì)組織的成員也應(yīng)該承擔(dān)相應(yīng)的經(jīng)營(yíng)管理風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)對(duì)3臺(tái)傳感器所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)，3臺(tái)傳感器的PM2.5和PM10質(zhì)量濃度的相關(guān)系數(shù)分別為0.999和1.000，在與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后，發(fā)現(xiàn)傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)擁有明顯的相關(guān)性。因此實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)的分布結(jié)果進(jìn)行研究分析，從而認(rèn)為3臺(tái)傳感器PM2.5測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的一致性更高，明顯高于PM10，因此在對(duì)相關(guān)性進(jìn)行研究分析時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員可以依據(jù)傳感器測(cè)定值進(jìn)行研究。

3.1.3 準(zhǔn)確度分析

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，傳感器的PM2.5測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的誤差較小，說(shuō)明傳感器的PM2.5測(cè)定值準(zhǔn)確度高，可以滿(mǎn)足對(duì)環(huán)境空氣中顆粒物質(zhì)和氣態(tài)污染監(jiān)測(cè)的要求。并且實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)計(jì)算，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的PM2.5和PM10每小時(shí)的質(zhì)量濃度平均誤差分別為-16.0%～-7.3%、-27.8%～-24.5%，這3臺(tái)傳感器當(dāng)中監(jiān)測(cè)效果最好的是73%的PM2.5和52%的PM2.5，與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤差大約在±30%以?xún)?nèi)，可以確保傳感器對(duì)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

目前，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)二者之間對(duì)于PM2.5存在系統(tǒng)誤差，使得二者在對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)存在差異，嚴(yán)重影響了監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)便是當(dāng)傳感器測(cè)定值比國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)低時(shí)，在不同質(zhì)量濃度區(qū)間，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不一致，同時(shí)誤差分布規(guī)律也出現(xiàn)波動(dòng)，尤其是當(dāng)區(qū)域內(nèi)PM2.5質(zhì)量濃度不斷升高的情況下，傳感器A的測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間對(duì)于PM2.5每小時(shí)質(zhì)量濃度的相對(duì)誤差會(huì)不斷減少，使雙方的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨于一致，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了更好地分析傳感器的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)人員將國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)，把PM2.5質(zhì)量濃度按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，以此來(lái)計(jì)算傳感器測(cè)定值的相對(duì)誤差，從而掌握傳感器對(duì)PM2.5質(zhì)量濃度測(cè)量的準(zhǔn)確度。當(dāng)PM2.5質(zhì)量濃度在0～40這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，傳感器測(cè)定值總體來(lái)說(shuō)比國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)低，二者之間的相對(duì)誤差保持在-50%～0范圍內(nèi)，并且傳感器測(cè)定值的具體表現(xiàn)為先不斷增大然后再慢慢減少。當(dāng)PM2.5質(zhì)量濃度在20左右時(shí)，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)相對(duì)誤差最大；當(dāng)PM2.5質(zhì)量濃度在40～80范圍內(nèi)時(shí)，傳感器測(cè)定值總體上比國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高，二者的相對(duì)誤差大體分布在±20%范圍內(nèi)，而且傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差在慢慢減少。此外，PM2.5質(zhì)量濃度達(dá)到80以上時(shí)，實(shí)驗(yàn)所獲得樣本數(shù)量最少，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差較小，特別是當(dāng)PM2.5質(zhì)量濃度達(dá)到100左右時(shí)，傳感器測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大體一致。

不僅如此，實(shí)驗(yàn)人員在對(duì)三臺(tái)傳感器PM2.5數(shù)據(jù)在不同質(zhì)量濃度水平下的平均相對(duì)誤差進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)質(zhì)量濃度在0～20時(shí)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為-23.1%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為-45.0%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為-38.7%；當(dāng)質(zhì)量濃度在20～40時(shí)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為-0.1%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為-5.9%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為-3.6%；當(dāng)質(zhì)量濃度在40～60時(shí)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為4.9%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為5.1%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為6.1%；當(dāng)質(zhì)量濃度在60～80時(shí)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為3.1%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為4.3%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為4.8%；當(dāng)質(zhì)量濃度在80～100時(shí)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為-3.0%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為-2.3%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為-2.0%；在總體范圍內(nèi)，傳感器A的平均相對(duì)誤差為-7.3%，傳感器B的平均相對(duì)誤差為-16.0%，傳感器C的平均相對(duì)誤差為-13.0%。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)濕度會(huì)對(duì)傳感器的顆粒物監(jiān)測(cè)產(chǎn)生影響，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性難以保證。這是因?yàn)楫?dāng)傳感器處于高濕度的情況下，其對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣中顆粒物監(jiān)測(cè)定值會(huì)有小幅度升高，導(dǎo)致測(cè)定值出現(xiàn)變化，與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果存在差異。并且當(dāng)顆粒物吸收了空氣中的水分后，顆粒物的平均尺寸會(huì)變大，散射光吸收能力提高，最終使得傳感器測(cè)定值出現(xiàn)變化。同時(shí)當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中的質(zhì)量濃度一致時(shí)，顆粒物所在的區(qū)域濕度越大，其光散射法測(cè)定值也就越高，因此可以得出結(jié)論，隨著區(qū)域環(huán)境空氣濕度的不斷增加，傳感器A的PM2.5測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的相對(duì)誤差會(huì)逐漸減少，特別是當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度＞80%時(shí)，二者之間的相對(duì)誤差會(huì)從負(fù)誤差變成正誤差，從而說(shuō)明了當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣濕度較高時(shí)，傳感器測(cè)定值會(huì)比國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度更高。

如果將相對(duì)濕度從20%起每10%設(shè)為一檔，將其分為8個(gè)區(qū)間，以此來(lái)計(jì)算出傳感器PM2.5測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的相對(duì)誤差。最終實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度在20%～60%這一范圍內(nèi)時(shí)，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的相對(duì)誤差較大，并且二者之間的相對(duì)誤差不會(huì)隨著相對(duì)濕度的變化而變化；當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度＞60%時(shí)，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均相對(duì)誤差會(huì)先減小，然后逐漸增大，最終二者之間的相對(duì)誤差從負(fù)誤差成為正誤差；當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度在80%～90%時(shí)，傳感器測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差最小。由此可知，當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度不一致時(shí)，傳感器和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)R2為0.90～0.95。

3.2 氣態(tài)污染物

3.2.1 數(shù)據(jù)分布與時(shí)間序列

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，3臺(tái)傳感器NO2、SO2和O3的平均測(cè)定值具有一致性，相互之間誤差不大，雖然3臺(tái)傳感器CO的平均測(cè)定值相差比NO2等略高，但是總體上誤差不大，不過(guò)3臺(tái)傳感器對(duì)于區(qū)域環(huán)境空氣中質(zhì)量濃度分布情況則存在很大的差別。在對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣氣態(tài)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，傳感器C對(duì)于NO2和CO的測(cè)定值出現(xiàn)低值，對(duì)于O3測(cè)定值的對(duì)比，傳感器A、B、C作對(duì)比，則傳感器C測(cè)定值更高?？傮w來(lái)說(shuō)，傳感器A和傳感器B的數(shù)據(jù)分布情況相對(duì)一致，二者之間沒(méi)有較大的相對(duì)誤差，測(cè)量結(jié)果也基本相同，但與傳感器C之間有著明顯的差異性，不僅數(shù)據(jù)分布情況存在差異，測(cè)量的結(jié)果也存在很大的誤差，因此可以確定，傳感器之間的一致性還存在很大的缺陷，依然需要不斷優(yōu)化，如此才能保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，3臺(tái)傳感器的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)合理，能夠有效表明區(qū)域環(huán)境空氣中氣態(tài)污染物的變化情況。不僅如此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，傳感器NO2測(cè)定值的變化趨勢(shì)和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本相同，都呈現(xiàn)出雙峰型特征，和相關(guān)研究結(jié)論保持一致。但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)區(qū)域周?chē)?chē)輛不多，所以導(dǎo)致傳感器NO2測(cè)定值變化趨勢(shì)沒(méi)有國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化顯著，無(wú)法準(zhǔn)確反映出區(qū)域環(huán)境空氣中NO2的實(shí)際情況。并且傳感器O3的低值實(shí)際和NO2的高值時(shí)間相互對(duì)應(yīng)，并反映出單峰型變化情況，這個(gè)分布特點(diǎn)和NO2以及O3之間的光化學(xué)反應(yīng)存在直接關(guān)系。除此之外，與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)，傳感器O3測(cè)定值低于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，二者之間的變化趨勢(shì)也存在差異。而傳感器CO測(cè)定值則出現(xiàn)雙峰型的變化情況，與研究結(jié)論相同，但傳感器SO2測(cè)定值則和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間存在差異，不僅監(jiān)測(cè)到的質(zhì)量濃度低，而且還相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有呈現(xiàn)出變化規(guī)律。

3.2.2 誤差分析

國(guó)控點(diǎn)儀器與傳感器CO和NO2小時(shí)質(zhì)量濃度相對(duì)誤差較小，能夠最大程度符合環(huán)境空氣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需要。傳感器SO2測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差較大，二者之間的平均相對(duì)誤差大約為56%，最小相對(duì)誤差也已經(jīng)超過(guò)了12%。不過(guò)傳感器CO、O3、NO2測(cè)定值與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間的相對(duì)誤差較小，二者之間的平均相對(duì)誤差大約為90%，傳感器CO小時(shí)質(zhì)量濃度與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差在33%左右，二者之間平均相對(duì)誤差大約為17%；傳感器O3小時(shí)質(zhì)量濃度與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差大約在50%左右，二者之間平均相對(duì)誤差大約為35%；而傳感器NO2小時(shí)質(zhì)量濃度與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差大約在40%左右，二者之間的平均相對(duì)誤差為20%。通過(guò)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)區(qū)域環(huán)境范圍內(nèi)沒(méi)有明顯的污染排放源，從而能夠確定誤差是由監(jiān)測(cè)儀器產(chǎn)生的。

4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

首先，傳感器PM2.5測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)二者之間有著直接的聯(lián)系，通常情況下傳感器測(cè)定值會(huì)低于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)3臺(tái)傳感器當(dāng)中與國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差最小的傳感器，其PM2.5小時(shí)質(zhì)量濃度的平均相對(duì)誤差大約為-7.3%，并且相對(duì)誤差在±30%左右，由此可以確定傳感器PM2.5監(jiān)測(cè)效果更好，準(zhǔn)確度更高。

其次，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)濕度會(huì)對(duì)傳感器PM2.5測(cè)定值產(chǎn)生影響，當(dāng)區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度較高時(shí)，傳感器PM2.5測(cè)定值也會(huì)變高，若是區(qū)域環(huán)境空氣中相對(duì)濕度為80%～90%，傳感器測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相近，二者之間的平均相對(duì)誤差僅有-0.9%。

最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，傳感器氣態(tài)污染物測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間存在明顯的差異[6]?，F(xiàn)階段，電化學(xué)原理氣態(tài)污染物傳感器性能依然存在一定的問(wèn)題，難以滿(mǎn)足區(qū)域環(huán)境空間監(jiān)測(cè)的需要，因此還要對(duì)電化學(xué)原理氣態(tài)污染物傳感器性能進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使其能夠符合監(jiān)測(cè)需要。同時(shí)傳感器CO和NO2測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化相同，二者之間平均相對(duì)誤差分別為17%和20%。而傳感器O3測(cè)定值則明顯低于國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并且二者之間的變化趨勢(shì)也存在差異。此外，傳感器SO2測(cè)定值和國(guó)控點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)之間相對(duì)誤差較大，二者之間的平均相對(duì)誤差大約為56%。

5 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)對(duì)國(guó)家控制點(diǎn)和傳感器的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)較為明顯的污染源排放，由此可以確認(rèn)在日常工作中誤差值主要來(lái)自監(jiān)測(cè)儀器本身，因此必須加強(qiáng)傳感技術(shù)在環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。