基于單片機(jī)的甲醛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、1文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述11本課題的意義本課題的意義新房裝修室內(nèi)甲醛、裝修異味等污染物已成為危害人類健康的“隱形殺手”，5大環(huán)境因素之一，室內(nèi)甲醛、裝修異味對(duì)自身健康造成危害，不僅影響工作學(xué)習(xí)，更會(huì)因污染引發(fā)白血病、肺癌等。新裝修的房間或購(gòu)買的新家具有刺眼、刺鼻等刺激性異味，房子里一般甲醛都會(huì)超標(biāo)，家裝后的第一年、特別是前半年是甲醛、苯等有害氣體的強(qiáng)釋放期，甲醛的揮發(fā)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)315年[1]。因建筑污染引起的年死亡人數(shù)已達(dá)111萬(wàn)人，每天大約3

2、04人[2]。專家指出，甲醛對(duì)人體健康的影響非常大，它能夠?qū)е氯嘶忌蠋资N疾病。世界衛(wèi)生組織更是明確指出：甲醛致癌。近年的研究表明，甲醛能夠?qū)е氯嘶忌系陌┌Y達(dá)到十余種。甲醛是無(wú)色、具有強(qiáng)烈氣味的刺激性氣體，其35%~40%的水溶液通稱福爾馬林。甲醛是原漿毒物，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后，會(huì)出現(xiàn)呼吸道的嚴(yán)重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發(fā)生支氣管哮喘。皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘

3、膜充血、皮膚刺激癥、過(guò)敏性皮炎角化和脆弱、甲床指端疼痛，孕婦長(zhǎng)期吸入可能導(dǎo)致新生嬰兒畸形，甚至死亡，男子長(zhǎng)期吸入可導(dǎo)致男子精子畸形、死亡，性功能下降，嚴(yán)重的可導(dǎo)致白血病，氣胸，生殖能力缺失，全身癥狀有頭痛、乏力、胃納差、心悸、失眠、體重減輕以及植物神經(jīng)紊亂等。各種人造板材（刨花板、密度板、纖維板、膠合板等）中由于使用了脲醛樹(shù)脂粘合劑，因而可含有甲醛。新式家具的制作，墻面、地面的裝飾鋪設(shè)，都要使用粘合劑。凡是大量使用粘合劑的地方，總會(huì)有甲

4、醛釋放。此外，某些化纖地毯、油漆涂料也含有一定量的甲醛。據(jù)了解，甲醛已經(jīng)成為居室的頭號(hào)殺手。大多數(shù)資料表明甲醛引起人體機(jī)能異常的作用含量均012mgm3以上[3]。長(zhǎng)期吸入過(guò)量的甲醛，會(huì)使人患上慢呼吸道疾病、過(guò)敏，鼻咽癌、尿毒癥等癌癥，造成不孕不育，以及孕婦的流產(chǎn)、胎兒畸形等。甲醛對(duì)于新生兒和青少年的危害更是巨大，嚴(yán)重影響他們的健康成長(zhǎng)。依據(jù)我國(guó)室內(nèi)空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，甲醛最高允許濃度為008mg／m3[4]。然而，近幾年國(guó)內(nèi)眾多用戶裝修和

5、新買的家具甲醛嚴(yán)重超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)，而致死和致癌等案例。甲醛是一種破壞生物細(xì)胞蛋白質(zhì)的原生質(zhì)毒物，會(huì)對(duì)人的皮膚、呼吸道及內(nèi)臟造成損害，麻醉人的中樞神經(jīng)，可引起肺水腫、肝昏迷、腎衰竭等。目前甲醛污染問(wèn)題主要集中于居室裝飾材料和家具中的膠合板、纖維板、刨花板等人造板中含有大量以甲醛為主的脲醛樹(shù)脂，各類油漆、涂料中都含有甲醛。由此可見(jiàn)，甲醛污染問(wèn)題已普及到001mgm3。但是色譜法對(duì)設(shè)備要求較高，衍生化時(shí)間長(zhǎng)，萃取等步驟、操作過(guò)程煩瑣，不適合于一般

6、實(shí)驗(yàn)室和家庭的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，難以滿足市場(chǎng)需求。用于檢測(cè)甲醛的傳感器有電化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器和光生化傳感器等。不同金屬的二元氧化物與貴金屬歷摻雜極大的提高了傳感器的靈繁度[8]。電化學(xué)傳感器馴結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本比較低，其中高質(zhì)量的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，測(cè)量范圍和分辨率基本能達(dá)到室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)的要求。還有一種半導(dǎo)體氣體傳感器是由摻錫氧化羥基（羥基）的功能化多壁碳納米管（碳納米管）制作的室內(nèi)甲醛濃度的檢測(cè)裝置[9]。但缺點(diǎn)是所受干擾物質(zhì)多，且由于電解

7、質(zhì)與被測(cè)甲醛氣體發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)而被消耗，故其工作壽命一般比較短。光學(xué)傳感器價(jià)格比較貴30，且體積較大，不適用于在線實(shí)時(shí)分析，使其使用的廣泛性受到限制。雖然光生化傳感器提高了選擇性，但是由于酶的活性以及其它因素導(dǎo)致傳感器不穩(wěn)定，缺乏實(shí)用性，而且一般甲醛氣體傳感器的價(jià)格過(guò)高，難以普及。單片機(jī)具有通用性強(qiáng)、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)在智能產(chǎn)品、測(cè)控系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[10]。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)甲醛測(cè)試系統(tǒng)，還可以根據(jù)具體的需要

8、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?馬德林淺述室內(nèi)空氣中甲醛的危害黑龍江科技信息，2011(20)：72郭圣志室內(nèi)環(huán)境專家研討“WHO甲醛致癌公報(bào)”建設(shè)科技2005（6）：523湯波室內(nèi)空氣中的甲醛檢測(cè)及控制環(huán)境科學(xué)與管理，2006（5）：169~1704袁鷹，劉明源室內(nèi)甲醛污染的檢測(cè)分析廣州化工，2011（9）149~1515袁國(guó)琴，沈紅輝甲醛檢測(cè)研究進(jìn)展中國(guó)科技博覽，2010（36）：1856鄒瑩，許婷，壯亞峰傳感技術(shù)用于甲醛測(cè)定的研究環(huán)境科學(xué)

9、與管理，2011（3）：87~917NingHanaYajunTianaXiaofengWuaYunfaChenaImprovinghuityivityinfmaldehydegassensingbyatwosensarraymadeofGadopedZnOChina:ChineseAcademyofSciences，20098JingWangaLiLiuAnenrichmentmethodtodetectlowconcentratio