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关键词:防雾霾口罩;静电纺丝;纳米纤维;聚乙烯醇缩丁醛
1 概述
近年来城镇化速度加快,工业快速发展,全国多地区出现了不同程度的雾霾现象,雾霾对人体健康产生很大影响,人长时间处于雾天中,可引起气管炎、喉炎、肺炎、鼻炎、眼结膜炎及过敏性疾病的发生,抵抗力较差的糖尿病患者极有可能出现肺部及气管感染而加重病情。防雾霾口罩减轻了雾霾对人体的伤害,可以说防雾霾口罩的质量影响着人们的健康[1]。
目前市场上售卖的活性炭型、复合型和纳米型三种类型的防雾霾口罩,分别存在不同的问题。广泛使用的活性炭防雾霾口罩,利用活性炭发达的微孔结构对空气中的有毒颗粒和气体进行吸附,存在重复利用性差,透气性不佳的缺点;复合口罩的过滤材料是由两到三层密度不同的化学粘合无纺布和针刺无纺布共同组成,这种口罩的主要缺点是不环保且过滤性能差[2];市面上售卖的纳米纤维口罩也存在密闭性不佳和纤维不均等问题。
2 静电纺丝法的介绍
近年高速发展的纳米纤维材料具有透气性佳、柔韧性高、过滤效果好等优点,适合用于口罩的制作。静电纺丝法具有设备简单、工艺可控、适用范围广、成本低等多种优点,与其他几种制备纳米纤维的方法相比更适合工业生产[3]。静电纺丝装置如图1。
但需要我们关注的是静电纺丝纳米纤维材料也存在许多问题,比如材料的机械强度低、使用寿命短、纺丝过程中仍需要进一步提高稳定性。但相信随着科学技术的发展,静电纺丝纳米纤维材料将有更广阔的应用前景。
3 纳米纤维的制作
3.1 技术指标
使用ET-2535H型静电纺丝装置制备纳米纤维膜。先称取一定质量的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)粉末,然后缓缓加入无水乙醇配制成7%的纺丝液,并密封好;然后放在磁力搅拌器上充分搅拌,使粉末完全溶解,便制得所需PVB纺丝液。将溶液装入具不锈钢针头(20号)的注射器中,调节溶液推进速度为0.10mm/min,用导线将喷针与正高压电源相连,接收滚筒与负高压相连。调节正电压为7KV,负高压1KV,喷射距离10cm。液滴在静电力作用下在喷针形成Taylor锥形成射流和纤维。纺丝一段时间制得聚乙烯醇缩丁醛纤维膜。
超过100个不同的聚合物可以通过静电纺丝的方法制备成纳米纤维,不同聚合物其溶剂、可纺浓度、电压等都不同。考虑到聚乙烯醇缩丁醛(PVB)具有优良的柔软性和挠曲性,在常温下性能稳定,适用于口罩过滤材料的制作。
3.2 静电纺丝优点
与现有空气过滤材料相比,静电纺织纳米纤维[4]主要有以下几个特点:
(1)具有均匀的纤维直径分布,纤维直径分布不均会影响过滤效率,因而高效稳定的制备均匀分布的纳米纤维尤为重要。
扫描电镜观察聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维形貌(如图2),纤维表面光滑,直径细且形态分布均匀。
(2)具有三维立体空间结构,纤膜孔径小,孔隙率高,因而透气性较好。
静电纺丝以其设备简单、工艺可控、适合范围广、成本低等多方面特点,成为制备聚合物纳米纤维的首选方法。
3.3 PVB纳米纤维过滤性能
实验测出喷有7wt%纳米纤维的无纺布的过滤效率和透气阻力。在空气流速为85L/min流速下,以0.3微米氯化钠气溶胶为例,过滤效率为97%,透气阻力为100Pa。按照国家标准GB2626-2006,口罩呼吸阻力不得大于350Pa,现有市场上口罩能达到N95、KN95标准的呼吸阻力基本大于200Pa呼吸阻力越低,呼吸越顺畅,佩戴越舒服。喷有PVB纳米纤维的无纺布作为口罩的核心过滤材料,拥有良好的透气性,过滤效果优良。
4 纳米纤维市场及应用前景
使用纳米纤维作为过滤材料的口罩,具有较低的孔径,极高的孔隙率等特点,因此在透气性能方面明显高于利用活性炭吸附过滤的防雾霾口罩,使用效果更好。同时,与其他生产纳米纤维的方法相比,成本低,纤维较均匀,因此,将在市场竞争上处于优势地位。静电纺纳米纤维法可以用于工业生产,生产出的纤维过滤性更好,适于制作口罩过滤材料。
5 结束语
本文针对目前市场上售卖的几种防雾霾口罩出现的透气性差、过滤性不佳等缺点,提出将静电纺丝法制备的纳米纤维作为口罩的核心过滤材料。以浓度为7wt%的PVB纳米纤维为例,经实验测试,其过滤性能优良,且在100摄氏度内具有良好的稳定性,适于口罩的过滤材料的制作。o电纺丝法制备的纳米纤维较为均匀,价格低廉,在防雾霾口罩中有很大的应用前景。
参考文献
[1]Peter Tsai.口罩认知与SARS防护[J].产业用纺织品,2003,6:25-26.
[2]简小平.非织造布空气过滤材料过滤性能的研究[D].东华大学,2013.
[3]李雄.静电纺/驻极喷复合非织造材料工艺性能研究[D].东华大学,2011,7.
63年前,在英国伦敦发生了历史上首次由雾霾导致的“毒雾”伤人事件:英国当时使用能源的情况与我们今天相似,以煤炭为主,排污严重的汽车阻塞了道路。当时的伦敦连续数天寂静无风,持续大雾,大批航班取消,白天汽车必须开灯行驶。恰好当时伦敦正举办一场奶牛展览会,参展的350头牛有52头严重中毒,14头奄奄一息,1头当场死亡;许多市民也感到呼吸困难、眼睛刺痛,哮喘、咳嗽,死亡率陡增……有资料显示,当时有数千人遭到程度不同的伤害,使得此次事件成为世界环保史上的标志性事件之一。
2007年1月19日,长三角地区遭遇罕见空气重度污染。其中,上海市区完全笼罩在灰霾中,能见度小于600米。根据复旦大学环境系某教授及其同事在国际著名期刊《大气环境》上发表的论文显示,那天上海空气中每立方米PM2.5浓度超过466微克,属于威胁人类健康的重度污染。但那时没有关于PM2.5的检测项目,无法向全社会警示公告,只能眼睁睁地看着人们懵然不觉地走向伤害,而某些患有呼吸道疾病的人很可能就是走向生命的不归路。
PM2.5究竟是什么
PM2.5又称“可入肺颗粒”,是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物,颗粒直径只有一根头发丝的1/20,能负载大量有害物质穿过鼻腔中的鼻纤毛,直接进入肺部,甚至渗进血液。目前已经有科学数据证明,PM2.5与肺癌、心脏病、急性呼吸系统障碍、哮喘等疾病密切相关,具有很强的毒性,对老人、儿童的影响尤其明显。而PM2.5正是形成雾霾天气的元凶,造成雾霾的人为因素,主要是工业排放、建筑灰尘、扬尘、生活排放等。工业排放、汽车尾气、挥发性有机物等通过发生光化学反应形成的小粒子,已成为灰霾的主要成分。
从内核来看,雾是由水滴构成的,接着地面则为雾,悬浮起来就叫云。而形成霾的主要是干气溶胶粒子,它的成分十分复杂,包括数百种大气颗粒物。其中有害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子,如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等。
细粒子污染物被我们称为二次污染物。它不是直接排放到空气中的,而是主要来自工业和汽车尾气排放的4种污染物:颗粒物、碳氢、一氧化碳和氮氧化物等,它们经过一系列光化学反应形成二次气溶胶细粒子。这种细粒子的直径小于2.5微米,更容易被人体吸收,对人体伤害更大。
世界卫生组织估计,全球每年有200多万人因吸入室内和室外空气污染中的细小微粒而死亡。PM2.5微粒属于等于或小于5微米的微粒,从呼吸科的专业角度看,直径小于5微米的颗粒就能够随呼吸进入到肺部,可能引起哮喘发作和急性下呼吸道感染,甚至引发心脏病、肺癌等致命疾患。
专家的忠告
今年两会期间北京的雾霾又很严重,与去年惊人地相似,这使人们自然想起有医学界旗帜和良心之称的著名呼吸疾病专家――钟南山院士对雾霾致病的分析研究。
钟南山直言不讳地说,PM2.5从国内研究来看,只有少数可信论据,主要引发的是人的心血管和呼吸系统疾病。去年夏天发表在《美国科学院院报》上的关于淮河以南以北的降尘浓度研究显示,由于有供暖燃煤的区别,淮河以北居民的预期寿命短了5 .52年。因此,雾霾浓度每立方米增加100微克,预期寿命就会短三年,“这是目前看到的最有力证明”。
钟南山通过对雾霾成因和危害反复研究后发现,PM 2.5浓度加大后的危害比较大,到了一个频段,即每立方米500微克以上,对身体的危害更是明显地增加。所以PM 2.5对身体的危害不是逐渐增加,而是开始增加后有一个频段,而后明显增加。让他备感忧虑的是,假如治理的效果难见成效的话,今后一段时间它对人体健康的影响将是非常明显的,比如哮喘、慢阻肺,以及肺癌的发病率都会升高。
钟南山举例说,沈阳去年11月对雾霾对孩子咳嗽和哮喘发病率影响的研究显示,孩子咳嗽发病率从平均的3%上升到雾霾天气的7%,哮喘发病率增加了一倍。降尘浓度从比较低到100,发病率直线上升,从200至500就变成了一个频段,发病率是徘徊上升的,500到800以后就变成了剧烈递增。
教你几招防伤害
假如你生活在雾霾严重的城市,戴口罩无疑是过滤有毒空气的最简便有效的方法,但实际上戴口罩大有讲究。太薄的过滤作用差,而太厚的又容易引起呼吸困难;不同年龄、职业、健康状况的人群应选择不同型号、不同类别的专用防范PM2.5的口罩。心脏病、哮喘病患者、孕妇和呼吸本来就不畅的老年人要特别注意口罩的选择、佩戴和消毒方法。传统的棉布口罩对过滤PM2.5几乎是没有效果的,必须购买具有专业资质和信誉的厂家生产的专用口罩。
钟南山表示,就像多数人不懂得洗手必须用具有杀毒灭菌作用的肥皂,反复搓洗并用活水冲净,方能起到消毒作用一样,多数人不懂得佩戴口罩的基本常识。选对口罩的品牌规格后,首先要确保密封性,尤其是在鼻翼处要严紧,否则就不能保证空气的过滤效果。
在雾霾较重的时候,有晨练习惯的人最好将室外锻炼改在室内。在空气质量持续不佳时,尽量减少外出和锻炼的次数,因为,我们室内的空气与户外空气是对流互通的,除非家里安装了空气净化装置。如果家里有老人和儿童或是心肺功能疾病的亲人,安装空气净化装置是十分必要的。切忌在雾霾严重时进行跑步、体操等会加快加深我们的呼吸的大运动量活动,避免将有毒物质直接吸入肺泡内。
养成每天清洁鼻孔的好习惯。鼻孔是雾霾中的有毒物质侵入人体时遇上的第一道屏障,积聚的有毒化学物质、粉尘、病菌、病毒、过敏原等污垢在雾霾天多,故而每天最少细致清洗一次鼻孔。最好用棉签蘸上浓度适中的生理盐水或消毒水清洁鼻孔。如果鼻孔干燥、发痒,可以涂抹少量的杀菌软膏,既杀菌又起到滋润效果。此外,改掉随便剪鼻毛的坏习惯,以保持鼻毛有足够的密度,借以防止有害物质的侵入。
关键词:雾霾污染;能源;PM2.5;发展方式
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)09-0122-02
自今年1月上旬,我国中东部大部分地区被雾霾笼罩,尤其是京津冀等地区,珠三角也一度出现PM2.5大范围超标的现象。“霾橙色预警”、“重度污染”等罕有状况在2013伊始频频发生,这样影响范围广、持续时间长、浓度水平高的雾霾污染成为2013必须要重视和解决的首要问题。
作为一个工业发展起步较晚的发展中国家,是否会重新上演20世纪50年生在英国的骇人听闻的“伦敦烟雾事件”?据《第一财经日报》报道,《迈向环境可持续的未来――中华人民共和国国家环境分析》报告指出,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市,达到了世界卫生组织推荐的空气质量标准,但世界上污染最严重的10个城市却有7个在中国。报告以悬浮颗粒物为例介绍,在中国最显著的大气污染物是悬浮颗粒物(PM10),超过1/3的监测城市悬浮颗粒物浓度超过Ⅱ级标准,比二氧化硫和二氧化氮浓度超标的城市比例高得多。这个不争的事实不禁引人深思。
就此次发生在我国的严重雾霾污染情况,各地相关部门也采取了一系列多样且有效的措施,比如北京、济南等地区采取限驶停驶等应急措施;西安市实施扩大无标车、黄标车禁行区域;武汉市要求建筑工地采取措施减少扬尘污染,严格监管企业烟尘排放;郑州市要求对城区主干道进行冲洗,每天增加两次洒水降尘;成都地区禁止周边新改扩建燃煤火电厂等高污染项目;北京地区研究实施“首都蓝天计划”;国家环保部门表示在113个城市开展包括PM2.5在内的6项指标监测,并指出将通过推进提高车用燃油品质等措施综合治理PM2.5。关于追究产生雾霾的根源,社会公众各抒己见,而产生雾霾的原因绝非一个两个,更非短期所致。我们在思考这是一个环境问题的同时,也不得不承认这同时是一个值得深度关注的经济问题,透过“雾霾”看经济,反思中国经济发展方式,寻求解决“雾霾”经济的新方法才是长久之计。
1 改善能源生产和消费结构,发展使用新能源
能源消费结构是否合理是衡量一个国家和地区经济发展状况的重要指标,同时也是评判一个国家经济发展是否具有可持续性的重要指标。我国化石能源在能源消耗格局中一直占比过高,我国的发展过于依靠石油、煤炭等,且对外依存度逐年提高,成为能源安全一大软肋。目前,我国能源资源以煤为主,火电装机占总装机的72%左右,火电发电量占总发电量的82%左右,每年消耗电煤16亿吨左右。目前,我国二氧化硫和二氧化碳排放量均居世界首位,我国东部地区环境承载能力已接近极限。有数据显示,东中部地区PM2.5严重超标,高于安全值5~8倍。而一个无法否认的事实是,煤炭的直接燃烧是雾霾污染的一个重要源头,因此,改进我国能源生产和消费现况是燃眉之急。
2 优化资源配置,实现区域均衡发展
以电力资源为例,我国电力就地平衡的发展模式一直延续至今,也就是说,哪里缺电,就在哪里建电厂,因此,我国能源资源与能源需求呈逆向分布格局。时至今日,我国京津冀鲁地区仅火电机组装机就达1.3亿千瓦,长三角地区火电装机1.4亿千瓦,换算到单位面积的装机容量,华北地区是西北地区的13倍,长三角地区是西北地区的26倍。这种能源分配比例严重不均的现象,不仅造成地区经济发展不平衡,更造成严重的生态问题,这同时也为雾霾污染的产生提供了催化剂,所以,客观上要求我们必须在全国范围内优化配置能源资源。
3 加快产业结构优化升级,推动第三产业发展
根据我国特定的国情,目前我国产业结构中第一、第二产业比重偏高,第三产业比重明显偏低,与世界大部分国家相比,我国第三产业增加值在GDP中所占比重较低,而且内部结构不合理、效益偏低。第一产业如林木业对我国森林资源过度占用,往往为牟求金山银山而不惜破坏绿水青山,滥砍乱伐现象普遍存在;第二产业如化工企业在生产过程中排放大量污染气体,严重影响我国各地区的空气质量。所以我们需要在继续加强我国农业基础地位、改造传统产业和发展先进制造业的同时,推动服务业的发展,使我国经济发展过分依赖第一、第二产业的局面得到缓解,从而有效减轻对生态环境造成的巨大压力。
4 严格规范工业项目审批和督查,推进节能减排
按照“十二五”规划,到2015年重点区域的可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、细颗粒物PM2.5年均浓度比2010年下降10%、10%、7%和5%。其中,京津冀、珠三角、长三角PM2.5纳入考核目标,而且在三区的PM2.5浓度要下降6%。所以应加强燃煤、石化等大气类重点污染企业现场检查,确保污染防治设施高效运转,减少夜间土方作业施工审批量,没有湿法作业的出土、内部倒土、拆迁工地停止施工,取缔重度污染企业,进一步强化污染减排目标的考核和监督检查,积极建设生态文明。同时技术创新也是治理雾霾的重要突破口,探究新技术,比如提高油品质量,应用高效脱硫、除尘设备等,不断进行技术攻关,开发推广节能减排产品,从而从根本上控制污染源,提高环境质量。
5 加强基础产业和基础设施建设,发展公共交通
随着环境污染不断加重,冬季的雾霾天气越来越多,造成黄瓜植株的光合作用减弱,棚内湿度增加、温度降低,根系生长受阻,使植株处于饥饿和缺水状态,不仅严重影响了棚室黄瓜的生产,并且给棚室黄瓜栽培和病虫害的防治带来了许多新问题。为了增加黄瓜产量和提高黄瓜品质,雾霾天气下棚室黄瓜应采取以下的栽培方法和病虫害防治措施。
1 增光提温措施
1.1 棚膜选择
①选用无滴膜 无滴膜能使靠近棚膜的空气中的水汽吸附到膜的表面,形成水滴向下流滴,滑落到棚的前沿,从而防止和消除棚内的雾气,降低了棚内相对空气湿度,并增加了光照时间和强度,可提高棚室内的气温和地温1~2℃。
②使用新棚膜 薄膜在使用过程中会出现老化现象,降低棚膜的透光性能。实践表明, 使用3年以上的老化薄膜的透光率一般较新薄膜降低20%~40%,从而降低棚内温度,影响蔬菜的产量和品质。薄膜的使用年限一般以2年为宜。
1.2 棚膜防尘除水
棚膜上的尘埃和水滴可阻止10%~20%的光照进入棚室。所以经常刷洗棚膜和扫除棚膜灰尘, 或者采用风力净膜带技术,防止尘埃和除去薄膜吸附水滴,是增强光照和增加棚温的一项重要措施。
1.3 挂反光膜
在棚室的三面墙上,从11月末到翌年的3月初张挂反光幕,可增加棚内的光照强度,提高棚内温度。
1.4 挂天幕和围膜
挂天幕就是在棚室内,距棚膜15 cm处拉几道铁线,然后铺上塑料膜,白天卷起,晚间拉开,可提高棚温。挂围膜就是在棚室南侧,距棚膜10 cm处挂一圈约1 m高的塑料膜,将其下部埋入土中,可提高棚内温度,并能防扫地风为害。
1.5 利用补光灯
在雾霾天气下,可利用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需要的光照,来弥补日照时间短的不足,起到增温和补充光照的双重作用。每667 m2可用40 W的补光灯20盏。
1.6 火炉增温
如遇特别寒冷的雾霾天气,可在棚内增设热风机、电热加温线、火道等办法加温,可使棚室内的温度迅速升高,如用煤球炉或明火加温,要防止蔬菜煤气中毒和烟害发生。
2 降湿防病措施
2.1 采用地膜覆盖
①全膜覆盖 冬季地膜覆盖要选用透明地膜,全膜覆盖。透明地膜透光性好,保温性强,不透水,具有增温、保水、保肥、改善土壤理化性质、防止土壤盐渍化、提高土壤肥力、增强近地面植株间的光照、降低棚内湿度、减轻病害、增产增收等优点。
②不要过早覆地膜 嫁接苗在定植前覆膜或定植后立即覆膜的,随着地表温度升高,湿度增大,在地表形成湿润层,使深层土壤通透性变差,造成根系上浮,形成浅层浮根。由于表层根系的吸水吸肥范围有限,严冬时如果保温不良,尤其是剧烈的温度变化下,则极易造成低温为害,因此早覆膜不利于越冬茬黄瓜高产。一般在秧苗有8片真叶左右时再覆地膜,根据气候条件一般在11月中旬左右。
2.2 合理通风
在冬季,棚室通风的目的是为了换气和排湿,通风多在晴天的中午进行,温度下降后要及时关闭风口,即使在雾霾天气下,中午前后也要适当通风,但应注意保温。真菌病害的病菌孢子可随空气传播,因此应提倡放顶风,尽量避免放底脚风或腰风。
2.3 铺设植物秸秆
将粉碎好的麦草或玉米秸秆铺在蔬菜操作行内,它具有防止操作行被踏实、吸湿、减少土壤水分蒸发、降低棚内湿度的作用;秸秆在发酵腐熟的过程中能释放出热量和二氧化碳,可提高棚内温度和促进蔬菜增产;秸秆腐烂后是一种极好的有机肥;铺秸秆避免了全棚覆盖地膜导致土壤与空气之间气体交换减少的问题,有利于保证土壤中氧气浓度,提高根系活性。但秸秆进棚前一定要做好消毒杀虫工作。另外也可使用秸秆生物反应堆技术。
2.4 采用滴灌或微灌技术
在连续雾霾天气下,棚内湿度大,地温低,尤其是地温低于15℃时应慎重灌水,即使采用膜下沟灌也应慎重。而采用膜下滴灌、软管微灌等暗水灌溉方法则能适时适量地向作物根系附近灌水、供肥,可节约用水50%,大大降低棚内湿度,还可调节植株间的温度和湿度,不会造成土壤板结,为作物提供良好的生长环境,有利于实现高产和稳产,提高产品质量。
3 提高抗病抗逆性措施
3.1 采用黑籽南瓜嫁接
嫁接后黄瓜根系发达,提高了黄瓜抗病和克服连作障碍的能力,尤其是提高了黄瓜的耐低温能力,嫁接后黄瓜在地温12~15℃、气温6~10℃时,根系仍能正常生长。
3.2 合理施肥
每667 m2施入腐熟的鸡、驴、马粪等热性肥料15 m3,植物秸秆(把秸秆铡成1~2 cm的小段掺入粪肥中,共同发酵,让秸秆在腐熟过程中吸收粪肥中过量的氮,避免粪肥单独腐熟时氮素的流失和氨的挥发)和三元复合肥各100 kg,过磷酸钙70 kg(对于酸性或盐渍化重的大棚,可施生石灰100~150 kg)、硫酸锌和硫酸镁各2 kg,以利用秸秆腐熟过程中释放的热量提高地温,促进黄瓜根系的发育,提高黄瓜的抗逆性。
3.3 及时中耕
幼苗定植后,第一次浇水时,由于土壤疏松,用水量大,因此在定植水后3天左右,及时划锄松土,6天后再中耕一次,浅锄背深锄沟,增强土壤通透性,促进根系深扎,利于缓苗和提高成株期抵抗不良环境的能力。
3.4 适时揭膜、盖膜
遇到连续雾霾天气,只要温度不是很低,就要揭开草帘,如有短时间露出太阳,棚室内温度就会升高,通过晚揭早盖的办法充分利用阴天的散射光,使植株进行光合作用。如连续雾霾天气骤晴时,可在上午和中午光照强时,放下部分草帘进行遮光,最好每隔一段时间交替放卷草帘,从而避免局部光照时间过长而出现萎蔫情况;在早上和下午阳光较弱时,可全部揭开草帘见光,连续数日后,植株恢复正常生长后,再转入正常管理。除了通过揭盖覆盖物来调节光、温外,还可喷施叶面肥来补充作物营养,以增强植株的抗病、抗逆能力, 促进生长发育。
行动就是希望
森林生态系统是经济可持续发展的基础,具有除尘、净化空气的功能,可以减轻和治理污染。对此,人们早有共识。但是,应用生物措施阻滞和吸收大气中的颗粒物,降低其危害的独特功能体现在具体科学数据上是多少?什么林相对大气中的颗粒物有更强的吸附能力?森林生态系统是如何吸收、转移大气中的颗粒物的?这些问题至今尚无人能答。
此次国家林业局启动的《森林对pm2.5等颗粒物的调控功能与技术研究》项目,就是要探索解决这些问题。从而避免单纯控制排放、牺牲经济发展来实现治理的不现实做法,寻求一条治本之策,利用自然生态系统的力量来达到绿色控制、可持续发展的目的。为此,国家林业局局长赵树丛就项目做了批示、提了要求。项目团队多次召开研讨会,完善项目建议、技术路线及任务等。
这个项目依托国家林业局森林生态系统定位观测研究站网,重点选择了北京、广州两个pm2.5问题相对突出、关注度较高的大城市作为研究试验点。通过森林对pm2.5等颗粒物的调控功能监测方法学及样带观测,分析植被阻滞吸收pm2.5等颗粒物的生态机制,定量提出代表区域调控pm2.5等颗粒物的适宜树种,分析和评价森林阻滞吸收pm2.5等颗粒物的功能,提出增强森林阻滞吸收pm2.5 的调控技术,并进行技术集成与示范。
项目联合了北京林业大学、中国林科院、中国科学院、北京大学、北京市园林绿化局、北京市农林科学院、广东省林业科学研究院等单位的一百余名多学科专家组成优势团队开展协同攻关,中国工程院院士、中科院地理研究所李文华研究员,中国科学院院士、中国林科院蒋有绪研究员,中国工程院院士、中科院生态环境中心曲久辉研究员领衔指导,中国工程院院士、北京林业大学尹伟伦教授组织开展植物吸尘、滞尘的生理机制研究。
这个项目的负责人是北京林业大学的余新晓教授。
雾霾上了一课
近几年的雾霾天气,发生频率越来越高,人们对它不再陌生,各种指数已被公众熟知。几个月前,美国大使馆的一台空气监测仪成了人们热议的话题,这不仅让人们知道了空气状况的另一种描述,也让pm2.5这个名词深入人心。
Pm2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称可入肺颗粒物。对于pm2.5的危害,项目负责人余新晓做了客观的描述,“pm2.5主要对人呼吸系统和心血管系统造成伤害。包括呼吸道受刺激,咳嗽,呼吸困难,降低肺功能,加重哮喘,导致慢性支气管炎;心律失常,非致命性心脏病,心肺病患者的过早死。”这不是危言耸听。前不久在广州举行的珠三角大气污染防治高峰论坛上,中国工程院院士钟南山指出“每个人每天要呼吸2万多次,如果空气质量不好,对人的危害太大了!”钟南山介绍说,人的肺部原本是有自我净化功能的,但他通过临床和手术等途径的统计数据发现,因大量污染物被吸入肺部,广州居民的肺脏已丧失了自我净化能力而遭到威胁,“无论是有病还是没病,50岁以上的广州人肺都是黑色的”。钟南山进一步介绍说,“在灰霾天,呼吸科门诊量会增加一成半。”钟南山说,作为医生而言,他最怕出现灰霾天气,而复合型污染的大气中的一些污染物,是诱发皮肤癌和肺癌的重要因素,“现在肺癌已成为广州的常见病”。
让人窒息的脏空气毒空气,逼着我们思考粗放式的发展和自私的现代文明带来的恶果。这一次的雾霾天气是如何形成的?pm2.5从何而来?《森林对pm2.5等颗粒物的调控功能与技术研究》项目提供了令人信服的分析。
雾霾天气给我们上了一课,强调的还是人们早就明白的科学发展观。人们把不顾一切的狂躁式发展称作“不顾子孙后代”,似乎已经意识到可持续性发展的重要性。但是,当利益追逐出现在近乎“谋财害命”的市场环境下,就只能看到一种不计后果的狂躁——失去了对生命,对大自然的敬畏。雾霾在提醒人们重视“科学发展观”,提升对“可持续发展”重要性和迫切性的认识。
雾霾引发的断想
面对阵阵雾霾来袭,人们在不安和沮丧之余,没有习惯性地带着受害者的情绪怨天尤人,而是反思自身的高碳生活对环境的破坏作为。此次雾霾中的颗粒物主要来自煤炭消费和机动车尾气,pm2.5爆表,我们不只是受害者,也是施害者,我们为了取暖而消费的煤炭,为了出行方便而使用的汽车,伤害着我们自己的肺。显然,大家正在自觉地进行一场对雾霾的反思。反思在两个层面上进行,一是如何处理发展与环境的紧张关系,二是应急机制。在以往,发展的矛盾更多体现在人与人、区域与区域之间,传统的污染事件,也多是指企业、政府与居民间的冲突,人与自然的矛盾是第二位的。近些年绿色、环保的理念普及,但发展惯性形成了路径依赖。人们的生产生活,多数还是处在原来的轨道上,人与自然的紧张,在各个方面都在逐渐逼近临界点。《人民日报》最近发文指出,“牵着你的手,却看不见你”不是美丽中国,“厚德载雾,自强不吸”不是全面小康。连日来浓雾重锁的城市污染再次警醒我们:随着经济发展的快速向前,工业化、城镇化还将持续,能源消耗不断增加,空气污染防治依然面临巨大挑战。
几年前,连一个出租车司机都明白:在中国这样一个人口大国,发展公共交通是必须之路,千万不能走西方人人有车的道路。然而,我们却出台了不少鼓励个人购车的政策,结果使中国的汽车在短短的5年时间里爆发式增长。如今,我们已经生活在一个无法摆脱的阴霾环境里,没有人能独善其身。
当前,各地都拿出了相关措施,表现在信息预警、检测信息动态公开、交通疏导等方方面面。但应急机制的启动是不是足够及时,尚有疑问;而且,很多地方的应急机制是残缺的。比如有的地区相关医疗服务出现供给紧张,再比如市民正常工作活动缺乏系统的指示和调节,涉及到户外的工作如何安排。学校尤其是幼儿园有无放假安排,人们建议的公车减少出行有没有可能,有关这些问题的制度设计依旧存在盲点。应急是一时的、被动的,治标也要治本,既要靠人的主动性、自觉性,也要发挥自然力,发挥自然生态系统的生物净化和调节能力。
伴随着一股股寒流的到来,恼人的雾霾也一次次退去。但是,仅靠一阵风来消除空气污染是不行的。“雾”原本就是一种自然现象,而“雾霾”却像是大自然对人类“以其人之道还治其人之身”的报复。当人们身处十面“霾”伏之中,即使从敬畏生命的自身利益出发,也要引起对大自然的足够敬畏。
通过调查问卷和对大量文献资料的研究,笔者发现目前初中地理校本课程教学方面存在较多问题,主要有:一是教师观念陈旧,教研意识淡薄;二是教学目标不明确,教学内容缺乏科学性;三是教学方法单一,教学多以视频式的“灌输”为主;四是课堂教学流于形式,课程特点难以得到体现;五是教学主要拘泥于室内,缺乏实践性教学活动;六是评价机制不健全,影响教学效果;七是教师工作负担重,无精力关注校本课程教学。
二、初中地理校本课程教学改进的策略
(一)转变教学观念,增强教研意识,提升教研能力。
长期以来,很多教师缺少教研意识。受传统教育观念以及学校和学生的一些客观因素的影响,在工作中把更多的时间和精力放在常规教学工作上,用于教研的时间和精力较欠缺,教研意识淡薄。因此,树立坚定的教学研究意识,可促使教师更新教学观念,正视长远发展,促进专业成长。
(二)精心制订教学目标,选择科学合理的教学内容。
“学习对生活有用的地理”“学习对终身发展有用的地理”是地理课程改革最注重的理念,表明了本次改革的一个态度,即把学生从“书本里”转移到学生的“生活里”。这就要求教师在制订教学目标的时候要把握好基本方向。
(三)采取多样教学方法,构建学生自主探索的空间。
在校本课程实施中,采用“校园审计”的方式有助于学习效率的提高。“水资源审计”是对学校用水量的一项调查,也是考查当前有哪些浪费水现象的一种方式,需要了解水龙头的数量、厕所的数量及冲水状况,学校教师、学生和食堂工人的用水情况等。学生通过这组数据,绘制简单图表进行分析,帮助学校制订节水计划。这样一来,学生所学课程不再是死板的文本课程,而是鲜活的体验课程,这有助于学生学习效率的提高,同时也培养了学生的地理学科素养。
(四)创设多种情境,推动学生地理思维的飞跃。
如在学习雾霾等环境问题知识的时候,教师除了让学生搜集雾霾的相关知识外,更多的是引导学生从自家的电器入手,了解其耗电量,以便唤起学生对能源浪费问题的重视,对环境问题的关注。虽然学生对生活中的家用电器使用较多,但对于它们具体的能耗却不太了解。因此,教师可以让学生计算这些家用电器使用一小时所产生的二氧化碳量。这样的形式使学生能自觉地在探究活动中学习到知识,并能反思自己的生活实际,在以后的生活中尽量减少能源浪费和碳排放,为保护环境做一些力所能及的事情。
(五)创造条件,开展更多的地理实践教学。
地理学科的研究对象和学科特点决定了地理教学必须走出课堂,到大自然中去。在众多的地理活动中,学生在获得知识和能力的同时,也丰富了情感。
(六)进行多元评价,促进学生个性发展。
开展校本课程可以使学生的视野得到开拓,学生的学习动机得以调动,学校自身的课程资源和潜力都能够得到挖掘。为了使教学效果达到最大优化,有效的评价方法至关重要。
(七)减轻教师工作负担,提高教师的积极性。
关键词:气候;农业生产;影响
中图分类号:S162 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)04-0215-01
气象是大气中的冷热、干湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷电等各种物理现象和物理过程的总称;气候是指整个地球或其中某一个地区一年或一段时期的气象状况的多年特点;天气是指影响人类活动瞬间气象特点的综合状况。气象条件、气候变化与农业生产息息相关,风、雨、雪、雹、冷、热、雾霾、光照等气象条件对农作物的生长、农业生产活动都会产生巨大影响。适时认识并掌握气候规律、气象变化,及时采取有效的防御措施,是促进农业生产、确保农业生产效率的重要途径之一。
农业是民生安全的基础,气候是影响农业生产的重要因素,极端天气引发的自然灾害,不仅直接影响农作物的生长、产量和质量,严重时还会造成绝产绝收,危及粮食安全、社会稳定和经济发展。农作物的生长发育,时刻都在受气象条件的影响,如降水、干旱、雨涝、霜冻、高温、雾霾、冰雹、大风等天气。据相关资料显示,从1949年~1988年的40年里,我国农作物因遭受气象灾害,平均每年受害面积达3300公顷,其中成灾的面积为1400公顷,每年因灾损失粮食达200亿公斤以上,影响面大、损失严重。
气候变化是指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。北方地区气候变化主要体现在馕隆⒔邓的变化以及极端天气气候发生的频率。据资料显示,近100年我国地表年平均气温增加幅度为0.5℃~0.8℃。受空间、地域等因素的影响,降水变化比较复杂。高纬度地区和一些湿润热带地区的降水量有增加趋势,但中纬度和干旱热带地区的降水将进一步减少。西北中部,青藏高原西南部、华中至华北地区和东北中部4个地区的降水则显著减少。气温、降水的不断变化,对农作物的生长也会产生多方面的影响。
气候变暖对农业生产有利有弊。有利的是使农作物种植带逐渐向北延长,尤其是延长了长江以北地区的作物生长期,许多地区的粮食由一年两熟制转变为一年三熟制,提高了农作物的产量;缓解了高纬度地区农业种植热量不足的问题,丰富了当地农作物的种植种类,也减轻了冬季冰冻灾害的发生几率。不利的是易引发干旱、洪涝、病虫害的发生。我国地处北半球,夏季风提前过境就会造成南旱北涝;夏季风推迟过境就会造成南涝北旱。旱涝的发生,不仅影响农作物的正常生长发育,严重时将直接导致作物死亡,造成绝产绝收,给农户带来巨大损失。同时,气候变暖、生态失衡导致的极端天气,如暴雨频发,引发的洪涝灾害,对农作物的生长、产量、质量等都会产生巨大影响。而且,暴雨导致山洪、泥石流、山体滑坡等次生灾害,不仅会对农作物造成二次破坏,更会直接威胁着人民群众生民财产的安危。气候变暖,危害农作物的各类病菌害虫的存活时间不仅会相应延长,而且还会随着种植带的北迁而越冬向北迁移,导致病虫害的危害范围逐渐扩大,大面积暴发流行某一类病虫害,就会造成无法估量的巨大损失。
因此,必须要采取相应的措施及对策,来应对气候变化给农业生产带来的不利影响,趋利避害,才能保证农作物的良好生长,确保粮食安全问题,确保民生安全问题。首先要进一步提高农民的防灾、抗灾、避险的意识和能力。相关单位的技术人员应定时定期的下乡进行气象信息的普及和宣传,传授相关的气象知识和常识。从实际出发,因地制宜,给农民给予技术上的指导和帮助。采取简单易懂方法,做好未来天气预报、农事措施建议、病虫害防治提醒等,逐步提高广大农民的防灾避险能力。根据气候、季节、温度、湿度、降水等方面的具体情况,采取相应的措施,加温降温、补水降湿、防寒防冻、抗旱排涝等方法,为农作物提供适宜的生长环境和条件,从而满足作物对温度、湿度、水分的需求。同时,要根据本地气候特点,合理调整种植结构和种植品种,规避不利因素造成的影响,将危害和损失降到最低程度。减少温室气体排放量,缓解气候变暖趋势。要加强投入力度,对气候进行长期的观测研究,尤其是对应用基础和实用技术的研究,有效防控气候变化对农业生产等方面的影响和危害。
气候的不断变化,对农业生产的影响也日益加剧,积极地采取相应措施加以防控,有效解决或降低对农作物生长、农业生产造成的影响和危害,未雨绸缪,防患于未然,是今后一项长期而艰巨的工作,从而保证农业生产,确保粮食安全、社会经济的长效发展。
参考文献
[1]潘根兴,胡国华,邹建文.应对气候变化对未来中国农业生产影响的问题和挑战[J].农业环境科学学报,2011(09).
[2]周曙东,周文魁.气候变化对农业的影响及应对措施[J].南京农业大学学报,2010(3).
[3]王润元.中国西北主要农作物对气候变化的响应[D].兰州,兰州大学,2010.
首先是汽车选择,要想省油汽车选择一个自己能力范围内的,不要一味追求动力,一味追求排量,够用就好,如果是城市代步最好选择1.6~1.8的,如果用于山地越野,不超过2.4排量的也足够,所以选择车一定要选择适合自己使用这样才能节省油耗;第二,就是要学会好的驾驶习惯,不大脚给油,尽量保持车子匀速行驶,不要总在低速挡下行驶,高速档省油,另外有如果汽车等人的时候可以熄火,还有如果冬天、夏天天气不是过冷过热的时候,可以不打开空调,开窗户换气。好的驾驶习惯是节油的根本;第三,就是尽量不要满载出行,让车身重量减轻;第四,就是相应国家节能减排的号召,如果再没什么事的情况下尽量步行或者骑自行车出行,以上的节油方法只是一些常规的做法,还有些有待自己琢磨自己去潜心研究,汽车在方便了人们出行的同时,也给人们带来了经济上的压力,环境上的危害,所以节油减排应该是每个驾驶员或者说每个拥有汽车的家庭所应该认真去学习的技巧,只有这样我们才不会有过大的生活压力,也不会生活在严重污染的环境里。这不仅是为我们“荷包”着想,也是为我们的子孙后代不在生活在“雾霾”里造福。
二、节油技术的分类
优化发动机的汽油燃烧比,一个汽车的核心部件就是发动机,一台发动机的好坏,直接决定汽车的使用寿命和油耗,如果想使油液在发动机里充分燃烧,就要用到缸内直喷技术,缸内直喷技术要取决于缸体的形状,以及油路喷射器等等一些零配件,缸内直喷技术可以是油液充分燃烧,也做到既节省了油耗,又不损失动力。第二方面是用点子点火器,现在新型的车子已经越来越放弃以往传统费油的分电器,而是用新型经过优化的点子点火系统,电子点火器的优点就是通过电脑设定它最佳的点火时机,其中包括排放,燃爆界限等等,而燃烧稀混合气是改善火花塞点活的燃油经济型的降低污染排放量,并能够适合所有型号的汽油,如93#,92#,97#等等,还有就是利用高能耗的点火系统、空气喷射燃烧系统,火焰燃烧喷射系统来实现分层燃烧,在高压的作用下是油路喷射更远,不会再管内残留等等,这种增压燃烧技术是通过涡轮来实现的,也是就是大众黄金组合,也就是涡轮增压发动机,增加压力能使温度迅速达到,油液燃烧熔点,而且能使燃烧更充分,还有就是用全铝化减轻车身重量,现在很多日本厂家的低油耗就是通过降低车重,如全铝发动机,全铝车身等等,使车身自重减轻,来保证低油耗的方法,再就是好的轮胎,好的轮胎可以直接影响油耗,因为轮胎与地面之间的阻力、摩擦力越大,油耗也就越高,再就是车身流线型来降低车身风阻系数等等来减少油耗。
三、汽车节能技术的探讨
关键词 GStar-I(DZN2);土壤水分;观测站;电压监控;河北唐山
中图分类号 S152.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)07-0199-02
Voltage Monitoring System of Soil Moisture Observation Station in Tangshan City
SI Fang-kun 1 ZHEN Shu-yong 2 LIU Guang-he 1
(1 Tangshan Meteorological Bureau in Hebei Province,Tangshan Hebei 063000; 2 Meteorological Bureau of Hebei Province)
Abstract Caused by the gradual increasing weather of fog,haze,rain and snow,the automatic soil moisture observatory powered by solar energy does not work properly,which results in soil moisture observation data missing. Using the status information(the battery voltage value)uploaded to the center station database of provincial bureau,Tangshan Soil Moisture Observation Station Voltage Monitoring System could conduct real-time monitoring on battery voltage change trends of equipment,send alarm information to the equipment support personnel and observation station personnel when voltage reached a machine halt critical value,and indicated the personnel to prepared for the battery maintenance,in order to ensure the continuous work of equipment.
Key words GStar-I(DZN2);soil moisture;observation station;voltage monitoring;Tangshan Hebei
土壤水分是一重要的土壤物理参数,是联系地表水与地下水的纽带,在水资源的形成、转化及消耗过程中有重要作用,是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质,是土壤肥力的重要因素。因此,掌握土壤水分变化规律,对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义[1]。目前,我国气象部门在各省级部门都建设了自动土壤水分观测网络,能提供实时土壤水分观测服务,其中GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪布设2 000余套,多数仪器通过数据验收,投入业务运行[2]。自动土壤水分观测仪使用以来,较之原来的称重烘干的测定方法,缩短了土壤水分的测定时间,减轻了业务人员的工作强度,达到了定点观测土壤水分的连续变化,满足了生态环境监测和气象业务发展的需求。
近年来,京津冀地区雾霾天数逐渐增多,加之雨雪天气等原因,寡照日数逐渐增多。由于GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪采用太阳能充电蓄电池作为电源,受连续出现的雾霾、雨雪天气的影响,蓄电池无法正常充电[3-4],导致蓄电池亏电、设备无法正常工作的情况发生。自动土壤水分观测系统客户端软件SoilMoisture没有提供设备电压实时监测功能,只有在设备蓄电池发生亏电停机之后才能发现故障,台站观测人员在得到省局实时监控设备故障通知后前去维修,往往造成数据缺测数小时。为解决此问题,开发了唐山土壤水分观测站电压监控系统,利用上传到中心站的状态信息(即蓄电池电压值)对设备蓄电池电压变化趋势进行实时监控,在电压达到停机临界值时给装备保障人员和台站观测人员发送报警信息,提示其做好蓄电池的维护保养工作,保障设备连续正常运行。
1 土壤水分站工作原理
土壤水分监测仪是集电容传感器技术、单片机技术和计算机数据通信和网络技术于一体的智能仪器。土壤水分监测仪由探测器、采集器和计算机管理3个部分组成[5]。系统结构如图1所示。
基于FDR(frequency domain reflectometry)频域反射原理的土壤水分观测仪即利用LC电路的振荡,根据电磁波在不同介质中振荡频率的变化来测定介质的相对介电常数,进而通过一定的对应关系反演土壤水分状况。FDR土壤水分传感器由上、下2个圆环状极板构成一个LC振荡回路(图2),传感器工作时可产生高频振荡电场,土壤含水量的变化引起圆环电容周围介质的介电特性变化,圆环电容传感器感应的土壤电容值就会改变,从而引起LC振荡器的振荡频率变化,传感器把测得的高频信号变换后即可得到土壤含水量[6]。GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪即利用FDR原理,以电容式传感器为基础,由数据采集、传输、显示等部分构成,测量时传感器的电容振荡频率信号由数据处理软件经过一定的算法反演出土壤含水量。
GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪是以省为单位进行组网建设,单个土壤水分观测站的数据通过有线或无线网络自动传输,在省级气象部门建设土壤水分中心站服掌鳎负责全省土壤水分数据的接收和处理,并将土壤水分数据报文定时向国家级数据中心上传。
2 系统设计
2.1 设计思路
唐山土壤水分观测站电压监控系统设计分为数据获取、业务逻辑和监控显示3个部分[7-8]。首先提取被监测站点的基本信息,然后按站点逐一提取过去24个整点时次的设备电压值,将时间和电压信息填入对应已初始化好的数组,其中电压初始化为负值,最后对电压值进行判断,负值表示缺测,正常电压和低电压分别以绿色和红色进行显示,并对用户进行提醒。系统流程如图3所示。
2.2 中心站数据库
本系统的数据来源为中心站数据库,数据库采用微软公司的SQL Server 2008数据管理开发平台,它是一种广泛使用的数据库系统,具有强大的数据存储和管理能力[9-10]。数据库库名为SoilMoisture,采用的是一站一表的形式,区站号即为表名,存储各土壤站实时上传的整点数据。提取出2个字段分别是ObservTime和Voltage(表1)。
2.3 数据的提取
按照预设的土壤水分站监测列表,读取在给定时段范围内的数据。以下为单站数据提取程序代码:
with ADOQuery1 do
begin
Close;
Sql.Clear;
//从数据库中提取单站数据
Sql.Text:= ′SELECT ObservTime,Voltage FROM ′′′+gSoilInfo.ID+′′′′+
′WHERE ObservTime BETWEEN ′′′+
FormatDateTime(′yyyy-mm-dd hh:00:00′,Now)+′′′ AND ′′′+
FormatDateTime(′yyyy-mm-dd hh:00:00′,Now-1)+′′′ ORDER BY ObservTime′;
end;
2.4 业务逻辑设计
首先初始化预设数组,填充数据时间,并将电压值预设为负值。将从数据库查询出数据的时间与预填充时间进行比较,时间一致时将电压值填入对应数组,否则电压保持为负值。
for i:=0 to 23 do with gSoilInfo.Voltages[i] do
begin
ObservTime:= Now-23+i;
Voltage:= -1;
end;
with ADOQuery1 do
begin
WrongNum:= 24-RecordCount;//计算缺报时次
//将电压数据按照时次填入数组
for i:=0 to 23 do
begin
if FormatDateTime(′yyyymmddhh′,gSoilInfo.Voltages[i].ObservTime)=
FormatDateTime(′yyyymmddhh′,FieldByName(′ObservTime′).AsDateTime)then
begin
gSoilInfo.Voltages[i].Voltage:= FieldByName(′Voltage′).AsFloat;
Next;
end;
end;
end;
2.5 监控显示设计
程序界面以柱形图的形式显示过去24 h内的设备电压情况,每1 h 1个数据,当电压低于安全电压时,柱形图显示为红色;电压高于安全电压时,柱形图显示为绿色。
//将电压数据显示出来
for i:=0 to 23 do
begin
if gSoilInfo.Voltages[i].Voltage
c:= clRed
else
c:= clGreen; //正常电压显示为绿色
Chart1.Series[0].AddXY(i,gSoilInfo.Voltages[i].Voltage,(下转第203页)
(上接第200页)
inttostr(23-i),c);
end;
3 系统实现
3.1 电压监控
系统运行后将以柱形图的方式显示预设区站号过去24 h的电压变化趋势,并可实时刷新。单站用户可修改默认台站,运行后直接显示本站数据。市级用户可用下拉选择站点更改要查询的站点数据情况。绿色柱形为正常,红色柱形表示该小时值已低于12.0 V安全电压,如短时间内太阳能供电情况得不到改善,电池电压仍持续下降,应及时前往观测现场更换备份电池。如正常电压下突然无数据,也可能为设备损坏或丢失,也应立即查看。电压监控界面如图4所示。
3.2 数据缺测报警
当土壤水分站电压低于12.0 V安全电压或过去24 h内本站缺报,则系统弹出报警对话框,同时计算机发出警报声音,提醒用户及时处理;另外,通过COM端口调用手机模块向发生错误数据的台站值班人员发送1条手机提醒短信。SMS短信发送的是通过AT指令控制短信模块来实现。
4 结语
唐山土壤水分观测站电压监控系统解决了土壤自动站电压运行监控问题,对蓄电池电压的连续变化趋势实现了实时监控,并可对蓄电池电压低于临界值、土壤站数据缺测情况进行平台及短信报警。FusionCharts插件的运用使用户界面更加直观,并且由于其生成的是HTML页面,为本系统升级为网络版本提供了扩展空间。本系统的使用,帮助唐山市装备保障人员及台站值班员对多起因连续雾霾天气、雨雪天气引起的蓄电池充电不足、蓄电池电量即将耗尽情况进行及时处置,可避免设备故障的发生,并保障自动土壤水分自动站设备的连续正常运行。
5 参考文献
[1] 成林,杨光仙,陈海波,等.烘干称重法测定土壤水分取样误差分析[J].气象与环境科学,2009,32(2):33-36.
[2] 陈海波,冶林茂.土质对FDR水分传感器拟合参数影响的试验研究[J].气象科技,2014,42(5):888-891.
[3] 余兴国,行鸿彦,季鑫源.自动气象站光伏控制器的设计[J].现代电子技术,2012,35(8):188-191.
[4] 郝华丽,刘文富.太阳能电池效率的影响因素分析[J].现代电子技术,2015,38(12):156-158.
[5] 冶林茂,吴志刚,牛素军,等.GStar-I型电容式土壤水分监测仪设计与应用[J].气象与环境科学,2008,31(3):82-85.
[6] 陈海波,冶林茂,薛龙琴,等.GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪的维护方法及常故障解析[J].气象与环境科学,2011,34(增刊1):178-181.
[7] 党永刚,张伟.光纤陀螺供电电源监控系统设计[J].现代电子技术,2015,38(14):152-155.
[8] 刘彦磊,梁红杰,吉红,等.基于ARM的无人值守地震台站蓄电池监测系统的设计与实现[J].现代电子技术,2015,38(4):129-131.