計(jì)算機(jī)在工業(yè)廢氣監(jiān)測分析數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

段鐳

（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)〈上海〉有限公司，中國 上海200233）

嚴(yán)重的霧霾現(xiàn)象警示人們關(guān)注大氣污染的問題，由于城市規(guī)劃中形成非常集中的工業(yè)園區(qū)，其產(chǎn)生的工業(yè)廢氣也相對集中，其中包含大量的氮氧化物、大顆粒物質(zhì)、為氧化硫以及揮發(fā)性的有機(jī)物（VOCs）等，對環(huán)境和人們的健康造成非常嚴(yán)重的危害。而工業(yè)廢氣的監(jiān)測主要包含對煙氣，也就是工業(yè)鍋爐和爐窯排放的廢氣以及工藝廢氣進(jìn)行監(jiān)測。實(shí)施工業(yè)廢氣監(jiān)測的結(jié)果在最終需要特殊的表現(xiàn)形式，即在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干排氣污染區(qū)的排放濃度或者是排放速度等。要通過這樣的形式將檢測結(jié)果表現(xiàn)出來，就需要對工業(yè)廢氣的采樣體積、流量以及含濕量等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，其中煙氣的監(jiān)測結(jié)果表現(xiàn)還需要對過量空氣系數(shù)實(shí)施計(jì)算，所以需要一個(gè)漫長的計(jì)算過程，工作量較大且耗費(fèi)的人力資源較多，同時(shí)由于手工計(jì)算的缺陷，非常容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，我們研究工作人員探索更為便捷、簡單的計(jì)算方式，最后使用QBASIC語言編制“工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理軟件”，對監(jiān)測的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算和處理。軟件能夠在UCDOS的中文平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，通過利用該軟件能夠?qū)⒉蓸託怏w的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)輸入，隨后軟件進(jìn)行分析處理得到在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的工業(yè)廢氣的排放濃度以及這算濃度，同時(shí)還能夠計(jì)算出拍題的流量和排放的速度。這樣一系列的過程中可以很大程度上減輕工作人員的工作量、降低出錯(cuò)的可能性，提高計(jì)算效率和結(jié)果的質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行系統(tǒng)性的研究之后發(fā)現(xiàn)，本軟件能夠應(yīng)用在監(jiān)測工業(yè)廢氣過程中各種不同類型污染物的數(shù)據(jù)計(jì)算，為環(huán)境監(jiān)測分析工作者的工作提供巨大的便利，實(shí)現(xiàn)工作流程的自動(dòng)化。

1 工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用

對工業(yè)廢氣實(shí)施監(jiān)測的過程中從整體上可以分為三大階段，分別是對現(xiàn)場的調(diào)研以及監(jiān)測準(zhǔn)備工作；參數(shù)指標(biāo)的測試以及氣體的采樣；實(shí)驗(yàn)室的分析計(jì)算和數(shù)據(jù)處理工作。在本研究中，編制的軟件值針對實(shí)驗(yàn)室的分析計(jì)算和數(shù)據(jù)處理工作展開討論。

本軟件中主要包含有四個(gè)不同的處理模塊，分別是校準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)處理模塊、樣品分析處理模塊、重分析處理模塊以及風(fēng)量分析處理模塊，其中樣品分析模塊主要包括分光的光度、氣相色譜法以及原子吸收光度等；重分析處理模塊則是對工業(yè)廢氣中的煙塵和粉塵進(jìn)行分析。不同的模塊具有不同的工作流程：

第一，校準(zhǔn)曲線和樣品分析模塊對氣體污染區(qū)排放濃度的計(jì)算流程，首先將必要的參數(shù)指標(biāo)輸入到軟件中，如校準(zhǔn)缺陷會(huì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的讀數(shù)，就計(jì)算得出回歸方程的系數(shù)并建立回歸方程式；而樣品分析則通過樣品系數(shù)儀器讀數(shù)、采樣氣溫氣壓流量讀數(shù)和煙氣含氧量將污染物的含量，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積以及過量系數(shù)計(jì)算出來，其中前兩者的結(jié)果進(jìn)一步能夠得出排放的濃度，過量系數(shù)則能夠進(jìn)一步計(jì)算出折算濃度；

第二，重分析處理模塊對大氣中顆粒物排放濃度的計(jì)算，首先將采樣氣體參數(shù)中氣溫與氣壓的流量數(shù)值輸入得出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積；然后輸入采塵前、后重量得到塵重；輸入煙氣的含氧量得到過量系數(shù)。前兩者的計(jì)算結(jié)果能夠算出排放的濃度，而過量系數(shù)的結(jié)果可以計(jì)算出折算濃度；

第三，風(fēng)量數(shù)據(jù)處理模塊對于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下排氣流量的計(jì)算，輸入風(fēng)管的直徑、長度、寬度等規(guī)格參數(shù)，計(jì)算出橫斷面積；輸入排氣動(dòng)壓、溫度以及皮托管的修正系數(shù)就能夠得到平均流速；輸入大氣的氣壓與風(fēng)管的靜壓得到絕對壓力；輸入水蒸氣的氣壓、測點(diǎn)的靜壓以及干球和濕球的溫度得出排氣的含濕量。前兩項(xiàng)結(jié)果參數(shù)能夠進(jìn)一步計(jì)算出工況下的排氣流量，而后兩項(xiàng)的結(jié)果則能夠進(jìn)一步得出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的排氣流量；

最后，基于風(fēng)量數(shù)據(jù)處理模塊對污染物排放速度的計(jì)算，通過污染物的實(shí)測濃度得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣的流量進(jìn)而計(jì)算出排放的速率。

在編寫的軟件中，每一個(gè)計(jì)算模塊中都具有輸入。修改以及存儲(chǔ)的功能，同時(shí)還可以進(jìn)行測試數(shù)據(jù)的輸出和打印。不同的模塊與功能之間通過菜單的選擇進(jìn)行控制。

2 工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理軟件的優(yōu)點(diǎn)

首先，本軟件具有完善的操作頁面，操作非常方便，對于年紀(jì)稍大的環(huán)境監(jiān)測分析人員而言也沒有難度；第二，能夠?qū)崟r(shí)對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行修改，對于計(jì)算準(zhǔn)確性的提高很有幫助；第三，能夠?qū)Ψ治鲂?zhǔn)缺陷實(shí)施截距的處理以及進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)，對其計(jì)算質(zhì)量進(jìn)行控制。特別是本軟件中使用的數(shù)學(xué)回歸方式能夠擬合不同線性的校準(zhǔn)曲線，無論是直線還是彎曲的線都能夠?qū)崿F(xiàn)擬合，同時(shí)還引進(jìn)分析復(fù)制方程的理念，計(jì)算過程中校準(zhǔn)曲線方程能夠直接面對樣品實(shí)施分析結(jié)果的計(jì)算，因而回歸方程濃度誤差估值相較于傳統(tǒng)的回歸方式而言更加清晰、直觀的展示在監(jiān)測分析人員的面前；第四，在輸入標(biāo)準(zhǔn)樣品或者是控制樣品的參數(shù)后能夠得到測定的誤差值，能夠?qū)悠返奶幚頂?shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行控制；在進(jìn)行含濕量的過程中不要要工作人員查找飽和水蒸氣的氣壓，計(jì)算機(jī)軟件能夠自動(dòng)查找完成；得到的校準(zhǔn)曲線、排氣的流量以及污染物濃度值等會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)在磁盤當(dāng)中，隨時(shí)調(diào)取出來使用；能夠與其他軟件實(shí)現(xiàn)對接，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果如標(biāo)磚狀態(tài)下的氣流量、過量的空氣系數(shù)、污染物濃度、折算濃度以及排放的速度等數(shù)據(jù)可以在word或者是excel等辦公軟件中訪問與編輯，用戶能夠快捷的實(shí)現(xiàn)對報(bào)告書的建立與打印；最后，軟件的適用性非常強(qiáng)，能夠?qū)I(yè)廢氣中各種不同種類的污染物的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，涵蓋的分析方式有原子吸收光度法、重量法以及分光光度法等。

3 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前的大氣污染現(xiàn)象非常嚴(yán)重，對環(huán)境與人們的日常工作生活帶來了很大的影響，簡化工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理程序，提高數(shù)據(jù)處理結(jié)果的精度和效率對于幫助檢測人員掌握實(shí)時(shí)的空氣狀況，采取有效的手段對工業(yè)廢氣進(jìn)行控制和治理具有非常重要的意義。而開發(fā)的工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理軟件基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)，在超過1000臺(tái)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)和筆記本電腦上進(jìn)行調(diào)試，都能夠?qū)崿F(xiàn)在UCDOS中文平臺(tái)中的穩(wěn)定運(yùn)行。使用該軟件進(jìn)行了大量的工業(yè)廢氣檢測分析數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)，包括對鍋爐產(chǎn)生的延期以及大顆粒物進(jìn)行測定、對氯化氫分光光度實(shí)施測定、對印刷廠的鑄字車間實(shí)施工作空間的廢氣鉛原子吸收光度法的測定、電鍍工序中產(chǎn)生的氮氧化物的廢氣測定等，得到的計(jì)算結(jié)果與工作人員手工計(jì)算的結(jié)果是一致的，但是極大的提高了工作效率，解放計(jì)算人員的勞動(dòng)力。

［1］李學(xué)威.基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究——以新鄉(xiāng)市廢水與廢氣監(jiān)測為例[D].河南師范大學(xué),2012.

［2］鄭濤,張?bào)K.廢氣污染源自動(dòng)監(jiān)測異常數(shù)據(jù)診斷與處理方法研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013(7):38-39.

［3］Hassan Taghipour,Ahmad Aslhashemi,Mohammad Assadi et al.Characterization of industrial waste from a natural gas distribution company and management strategies:a case study of the East Azerbaijan Gas Company(Iran)[J].Waste Management&Research,2012,30(10):1104-1109.