如何检测空气中是否含有有害物质？

一、传统的检测方法

传统的大气污染检测系统多为点检测系统，即通过特定的检测方法检测特定的污染物。现代检测系统的核心传统检测方法有:

1)CO和CO2的检测方法:常用非分散红外法。该仪器的工作原理是基于检测一氧化碳和二氧化碳对红外线的选择性吸收，分别测量它们在不同吸收波长的吸光度。光吸收与气体浓度具有线性关系，因此可以通过测量穿过检测系统的光强度来确定气体含量。

2)挥发性有机化合物(VOC)的检测方法(苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯、三氯乙烯、丙酮等。):气相色谱法。即以气体为流动相的色谱法。这是国家规定的标准检测方法，出结果慢，但是测出来的数据有公信力和仲裁权威。

3)甲醛的检测方法:现场检测一般采用恒电位电解法。待测气体在特定电势下分解，通过检测产生的电流来检测待测气体的含量。实验室检测使用的方法一般是化学试剂检测或气相色谱和液相色谱。

4)氨检测法:化学试剂检测法或电解法。如靛酚蓝分光光度法、钠试剂分光光度法、次氯酸钠-水杨酸分光光度法和离子选择电极法。

5)臭氧检测方法:首先是紫外分光光度法？。该方法使用紫外吸收臭氧分析仪测量环境空气中的臭氧浓度。仪器的工作原理是臭氧吸收波长为254 nm的紫外光，通过探测器检测光能的强度，然后通过模拟转换成臭氧浓度。第二种是靛蓝二磺酸分光光度法。该方法的原理是在磷酸盐缓冲液存在下，空气中的臭氧与吸收液中的蓝靛蓝二磺酸盐以等摩尔方式反应，颜色褪色生成靛蓝二磺酸盐，在610 nm处测得吸光度。第三是化学发光。这种方法的原理是样品泵以恒定的流速泵入。

样气进入化学发光分析仪的反应室，与流速过大的乙烯混合时能发生化学反应，并能产生最大400 nm的可见光。发射光的强度与样品中臭氧的浓度成正比，并被光电倍增管放大和检测。

6)氮氧化物和SO2的检测方法:生物传感器检测法。该氮氧化物生物传感器由多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成。传感器中的硝化细菌以亚硝酸盐为唯一能源，它们的呼吸活动随着亚硝酸盐的存在而增加。呼吸作用引起的溶解氧浓度降低的量可以通过氧电极检测出来，从而间接反映出亚硝酸盐的含量，反应出氮氧化物的含量。二氧化硫生物传感器由含有亚硫酸盐氧化酶的肝微粒体和氧电极组成。传感器通过测量雨水中亚硫酸盐的浓度来反映大气中二氧化硫的含量。

第二，随着光学仪器和光学探测系统的进一步发展，大气污染的现代光学探测技术也在不断发展。

20世纪70年代末，美国、德国、日本、英国、俄罗斯、加拿大和瑞典利用光散射理论、米氏散射、拉曼散射、差分吸收光谱和差分吸收激光雷达监测污染。米氏散射多用于检测颗粒物(如浮尘)的浓度，拉曼散射多用于近距离检测高浓度污染源，差分吸收技术优势更大，如其监测灵敏度可达lO-9。

探测距离可以从几十米到几十公里，可以用来测量多种污染物。

光散射理论已被广泛应用于颗粒大小和浓度的分析，而在实时监测的情况下，光散射方法的应用具有更大的优势。烟气粉尘排放的在线监测是控制污染源的重要手段。测量粉尘排放时，必须同时测量粉尘浓度和流量。这种光电仪器设备在中国已经得到应用。华南师范大学物理系的研究人员详细分析了目前该技术在浓度测量中存在的问题，并进一步提出了前向散射光浓度信息接收方案和在线浓度及粒径测量系统。这种测量方法不仅在理论上更加完善，而且可以提高烟气和粉尘排放的在线监测精度和工作可靠性。

关于米氏法测量的研究，早在上世纪六七十年代，在中科院大气物理研究所周秀吉院士、赵延增研究员、吕大仁院士的主持下，我国建立了第一台米氏散射激光雷达，开展了大气气溶胶和云的探测研究。在《环境技术》杂志上，提出了一种基于米氏散射理论的激光开放腔粒子测量原理。将激光器内腔作为粒子注入区，结合先进的激光散射理论和激光器内腔功率密度远大于腔外功率密度的特点，对空气中的粒子进行探测。实践证明，这种方法对检测较小粒径的颗粒非常有效。此外，中国矿业大学杨树申教授也在《大气颗粒物浓度技术及其发展》一文中介绍了基于米氏散射理论的光散射测量仪，可在线实时检测空气中的颗粒物浓度，适用于公共场所、生产场所等场合和空气质量监测。