Méthode d'échantillonnage

Tous les instruments ont été exploités dans le district de Chao Yang, à Pékin. Les données de BAM sont mesurées à l'ambassade des États-Unis, qui est située au 55 Anjialou Road. La distance entre l'AV au capteur de l'ambassade américaine est d'environ 2,5 km. Le détecteur AV était situé sur un balcon de 20 mètres de hauteur, face à la zone résidentielle, pour s'assurer que les données recueillies par le capteur n'ont pas été affectées par la pollution du trafic automobile.

Le suivi a été effectué du 1er juin (18h00) au 30 juin 2015 (15h00), pour une période de mesure totale de 30 jours. La concentration de PM2,5 a été surveillée en juin en raison de la forte variation de la concentration de PM2,5.

Résultats et discussion

Terrain de séries chronologiques de la concentration PM2,5

Une méthode quantitative pour comparer les données a été utilisée pour obtenir un sens visuel de la précision des données en utilisant un tracé de séries chronologiques, comme illustré dans les figures 1 et 2. La concentration moyenne de PM2,5 a été calculée à partir des données enregistrées toutes les heures. La concentration de PM2,5 enregistrée entre les deux instruments était légèrement différente. Cela est dû à différentes méthodes de détection entre les deux instruments, car AV a utilisé la diffusion de la lumière et la diffusion des rayons bêta utilisés par le BAM. De plus, le temps de réponse de AV et BAM est différent, dans lequel, AV a été réglé pour enregistrer la concentration toutes les secondes, tandis que BAM enregistre les données toutes les heures.

Au total, 694 éléments de données ont été capturés. La concentration de masse moyenne de PM2,5 a été distribuée entre 0 et 250 𝝁𝒈𝒎 - 𝟑. En général, il existe une tendance de concentration similaire pour AV et BAM.

Fig 1: Série chronologique de la moyenne horaire PM2,5 en utilisant le capteur AV et BAM (US Embassy Sensor)

Fig 2 Série chronologique de la moyenne horaire PM2,5 en utilisant le capteur AV et BAM (capteur du gouvernement chinois)

Corrélation

Deux analyses statistiques ont été utilisées pour comparer les concentrations d'AV et BAM. L'une consistait à comparer la différence horaire entre les deux instruments en tant que concentration et pourcentage absolus. La deuxième méthode, a comparé AV à BAM en utilisant une analyse de régression linéaire.

Différence relative

La différence relative peut être calculée en divisant la différence absolue et la valeur de concentration de l'ambassade américaine. En comparant la mesure quotidienne moyenne de l'ambassade américaine et du capteur AV, la différence en pourcentage s'est avérée être 13.9%, qui indique une excellente corrélation car l'erreur moyenne du dispositif de diffusion de la lumière est estimée à environ 30% à 40% selon (Molenar, N.D.). Les différences relatives sont dues à la variabilité naturelle des paramètres d'aérosol PM2,5 et à l'efficacité de diffusion du capteur AV. La différence spatiale contribue également à la différence entre les mesures. (Reportez-vous aux facteurs qui affectent les mesures de PM2,5)
Tandis que la différence relative horaire entre AV et Bam se révèle être 26.1%. Une précision plus élevée peut être motivée si vous négligez les valeurs aberrantes telles que toute concentration inférieure à 20 𝝁𝒈𝒎 - 𝟑. Plus le niveau de concentration est faible, plus l'incertitude est élevée.

Régression linéaire

Le but de l'analyse de régression linéaire est d'explorer la relation entre les mesures correspondantes de AV et BAM à travers une gamme de concentrations. La procédure de régression détermine la «meilleure» ligne droite disponible pour décrire la relation et le coefficient de régression explique la corrélation des données. La figure X montre une comparaison du diagramme de régression.

Le coefficient moyen de corrélation au carré (R2) des mesures quotidiennes moyennes entre AV et BAM s'est avérée être 0.959. La pente était 0.9067 Et l'interception moyenne était 4.6644. L'accord entre les mesures quotidiennes est très bon car la pente est proche de 1 et R2 dépasse 0.9.

Cependant, sur la base des mesures horaires, la pente est approximativement 0.822 et R2 est 0.83, selon la figure 4. Bien que les données horaires s'écartent davantage de la ligne 1: 1 par rapport aux mesures quotidiennes, R2 de 0,83 indique une corrélation assez forte entre les concentrations d'AV et de BAM.

Tandis que la corrélation entre les données du gouvernement chinois et AV montre un R2 élevé, avec une valeur de 0.93, les données s'écartent davantage de la ligne 1: 1 plus avec une pente inférieure (0,83) et une interception plus élevée (9,54).

Figure 3: Lignes de régression linéaire des données BAM AMBASSADE US EMBASSIONS moyennes et données AV

Figure 4: Lignes de régression linéaire des données BAM moyens de l'ambassade américaine moyennes et données AV

Fig 5: lignes de régression linéaire des données moyennes du gouvernement chinois quotidien par rapport aux données AV

Tableau 1. Comparaison de la diffusion de la lumière des particules et de la diffusion des rayons bêta

Conclusion

Cette enquête et cette figure d'accompagnement illustrent que le dispositif de détection de diffusion de la lumière calibrée, le AirVisual Le capteur est utile comme instrument alternatif pour surveiller les niveaux de concentration de PM2,5. Malgré le faible coût du AirVisual capteur, les résultats de la présente étude suggèrent que le AirVisual Les mesures sont raisonnablement précises, avec (r2 = 0,83) par rapport à BAM, bien que le AirVisual Le capteur peut encore être influencé par des facteurs tels que les changements dans les caractéristiques des particules.