[发明专利]一种气体及生物气溶胶校准系统及方法

说明书

本发明提供了一种气体及生物气溶胶校准系统，所述系统包括：用于气体监测设备或生物气溶胶监测设备校准的校准仓、用于将生物气溶胶输送到所述校准仓内的气动装置、用于清除过滤空气中悬浮颗粒物的过滤装置、用于将含有微生物溶液转换为生物气溶胶的发生器、环境空气自动监测设备、生物气溶胶采样器、生物气溶胶灭活装置和气体吸收装置；所述环境空气自动检测设备具体包括：脉冲荧光法SOsubgt;2/subgt;分析仪、化学发光发NO‑NOsubgt;2/subgt;‑NOsubgt;X/subgt;分析仪、紫外光度法Osubgt;3/subgt;分析仪、气体滤光相关法CO分析仪、数据采集器和中心站数据处理软件。

技术领域

本发明涉及气体、生物气溶胶粒子监测技术及相关的环境监测技术领域，尤其是涉及一种气体及生物气溶胶校准系统及方法。

背景技术

随着人们环保意识的加强及国家相应的法规出台，各地加强环保监测布点的建设。传统的环境监测设备价格昂贵且系统体积大、维护升本高。随着气体传感器技术的不断完善，更多配有多种气体传感器的微型空气质量监测设备应运而生。由于其成本相对较低，可以增加监测布点的密度，形成网格化实时监测。目前，国家对环境空气质量评价项目主要包括：二氧化硫(SO₂)、二氧化氮(NO₂)、一氧化碳(CO)、臭氧(O₃)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)共六项。

同时，随着近年来发生的H1N1禽流感、中东呼吸综合征等事件的发生，人们也开始对大气气溶胶的成分及致病因素进行研究。大气气溶胶是一种均匀分散在大气中的液体微粒和固体微粒构成的稳定混合体系，其空气动力学直径分布在0.001～100μm之间，可以悬浮于空气之中，其中含有生命活性的气溶胶粒子统称为生物气溶胶。生物气溶胶中的生物粒子种类非常丰富，包括病毒、细菌、真菌、放线菌、立克次体、过敏原、内毒素、多聚糖、孢子、花粉等微生物。生物气溶胶对人类的生命健康有极大的影响，可引起人体的诸多疾病，如呼吸道疾病、传染性疾病、过敏性疾病等。一般生物粒子含有的几种主要成分包括：色氨酸、酪氨酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和核黄素，在一定波长激发下，菌能发出单一荧光光谱。各种氨基酸在240nm～280nm波长激发下，其荧光发射光谱在280～350nm之间；烟酰胺腺嘌呤二核苷酸在340nm波长激发下，其荧光发射波峰在450nm附近；核黄素在450nm波长激发下，其荧光发射波长在515nm～565nm之间。不同的生物粒子含有的成分不同，比如细菌、真菌、孢子通常含有上述多种有机分子，而病毒、毒素一般结构简单，仅含有氨基酸成分，因此，不同的生物粒子呈现出不同的光吸收和发光特性。

针对生物气溶胶的光学特点，国内外各机构展开多项针对生物气溶胶观测的研究，这些研究的侧重点主要包括生物气溶胶检测原理与技术、生物气溶胶浓度监测设备开发等方面。如中国科学院上海精密机械研究所的生物气溶胶实时监测装置(专利申请号：201310009382.X)，兰州大学的一种在线监测大气生物气溶胶的激光装置(专利申请号：201520502027.0)，无锡迈通科技仪器有限公司的气溶胶实时监测仪(专利申请号：201610084385.3)，西安交通大学的一种空气中微生物气溶胶快速检测装置及方法(专利申请号：201610938325.3)，江苏钛科圈物联网科技有限公司的基于物联网的室内空气含菌量实时检测与分析方法、系统(专利申请号：201910499344.4)。

生物气溶胶检测仪器是根据生物气溶胶颗粒在激光束中产生的光散射现象和荧光现象而设计的，基于自身的结构和算法特点能够较准确地反映出环境中生物气溶胶的变化。但是由于生物气溶胶的复杂性、危险性，到目前为止仍没有相关的标准方法和安全可靠校准装置系统用于生物气溶胶设备出厂前的批量校准工作。