超细颗粒物在线监测技术

必要性及需求分析:近几十年来流行病学分析表明，大气中环境颗粒物与呼吸系统疾病、心血管疾病及人群的死亡率有着密切的关系，尤其是粒径小于100nm的超细颗粒物对人体的危害极大。我国环保部近年来陆续对PM10和PM2.5提出了明确的监测标准，然而目前尚未针对100nm以下的超细颗粒物制定相关的环境标准。同时，现阶段对超细颗粒物污染特征及其影响的研究手段和技术也相对匮乏。随着超细颗粒物对人体危害程度认知的深入，其影响越来越受到政府和民众的重视，而高效、高集成的超细颗粒物现场分析检测技术的研发已成为摆在科研人员面前的当务之急。目标及主要任务:研究用于超细颗粒物在线检测的高集成差分迁移率谱（DMA）方法。通过仿真研究，获取DMA中超细颗粒物运动模型；优化电离源放电参数，提高荷电效率，获得高灵敏度；探索MEMS设计与实现方案，解决集成DMA工艺难题；建立传输损耗模型，实现DMA谱图解析；搭建高集成DMA样机，实现粒径100nm以下超细颗粒物数浓度粒径分布快速获取。为超细颗粒物提供一种高灵敏、安全、高集成的DMA检测方法。现有工作基础:在国家重点研发计划重点专项等项目的支持下，本研究组在理论与仿真基础研究、核心器件工艺摸索、放电电离源和微弱信号检测、电场-流场耦合场作用下带电颗粒的运动规律的研究等关键技术和分析仪器关键模块及样机研发方面积累了大量基础工作。预期经济和社会效益:项目具有良好的经济和社会效益。本成果超细颗粒物在线监测技术主要应用领域之一是100nm以下的环境超细颗粒物的快速检测，不但填补国内空白、满足市场需求，而且符合国家绿色经济发展战略。开发高精度超细颗粒物检测仪器，有利于打破国