[發明專利]單顆粒氣溶膠質譜對室內重金屬污染檢測的方法及裝置

無效

• 申請號: 201110106448.8
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102262039A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 李梅;黃正旭;董俊國;高偉;李磊;朱輝;傅忠;周振
• 申請（專利權）人: 上海大學;廣州禾信分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/06;G01N15/02;G01N27/62
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及室內污染檢測技術領域，特別涉及一種單顆粒氣溶膠對室內污染進行實時監測的方法及裝置。

背景技術

污染物監測分析是室內污染研究的基礎，是進行室內空氣質量評價以及對癥進行污染控制的重要前提。鉛、鎘、鋅、鋇等常見的有毒重金屬，對人體有明顯的危害，對這些元素的檢測具有非常重要的價值。

目前對大氣氣溶膠中重金屬元素的分析多用離線采樣分析技術，但由于重金屬元素在氣溶膠中含量較少，因此需要采集時間長才能獲得足夠的樣品分析，獲得數據時間分辨率低，通常為每24小時得到一個質量濃度數據。且由于離線方法采樣時間長，氣溶膠樣品在采集、貯存和運輸過程中可能發生如揮發、結晶、氣-粒轉化等反應。另外重金屬的檢測多需要經過預處理過程，這些過程都會造分析的誤差。而少見的單顆粒分析技術Micro-PIXE?Spectrum研究都只局限于少量的顆粒物(＜100)，因此不能給出很好的統計學結果。并且由于Micro-PIXE?Spectrum受到光束尺寸的限制，它無法得到亞微米級顆粒物的信息。

因此，需要提供一種不僅能實時檢測室內重金屬元素且檢測精度高的檢測方法和裝置。

發明內容

本發明的一個目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種單顆粒氣溶膠質譜對室內重金屬污染檢測的方法及裝置，該方法不僅能實時檢測室內重金屬元素且檢測精度高。

本發明的另一個目的是提供一種單顆粒氣溶膠對室內重金屬污染檢測的裝置。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：單顆粒氣溶膠質譜對室內重金屬污染檢測的方法，具體包括以下步驟：

(1)粒徑校正：利用標準的聚苯乙烯(PSL)小球對粒徑進行校正，方法是依次往去離子水中滴加PSL小球，利用氣溶膠發生器產生粒徑不同的單分散氣溶膠粒子，然后將產生的氣溶膠噴霧分別經Nafion干燥器和硅膠擴散干燥器干燥后引入SPAMS(single?particle?aerosol?mass?spectrometer，單顆粒氣溶膠質譜儀)中的進樣模塊，對儀器進行粒徑校正；

(2)質量數校正：利用已知金屬離子的標準溶液對質量數進行校正，具體方法是用氣溶膠發生器產生若干個分散的含各種金屬離子的氣溶膠粒子，通過SPAMS的電離源模塊產生正負離子，并經由質量分析器模塊檢測，通過對產生的譜圖與標準譜圖進行對比，完成質量數譜圖的校正；

(3)樣品采集：利用SPAMS中的進樣模塊對室內不同區域的大氣氣溶膠樣品進行實時在線采集；

(4)數據分析：運用SPAMS內數據采集和數據分析模塊分析室內氣溶膠中重金屬顆粒物的顆粒物濃度、粒徑分布、質譜特征、混合狀態和可能的來源情況。

所述步驟(1)中，利用標準的聚苯乙烯小球對粒徑進行校正，具體方法如下：依次往100ml去離子水中滴加一滴PSL小球，利用氣溶膠發生器產生粒徑分別為200、300、500、720、1000、2000nm的單分散氣溶膠粒子，產生的氣溶膠噴霧需分別經Nafion干燥器和硅膠擴散干燥器，然后以70-110ml/min的流速引入SPAMS，對儀器進行粒徑校正。

所述步驟(2)中所述的標準溶液中包括鈉、鉀、鉛、鋇和釩的陽離子以及硝酸根、氟離子的陰離子。

所述步驟(3)中，所述采集點的選擇方式為將采集樣品的房間按平面面積劃分為五部分，每一部分按照高度由高到低劃分為兩部分，對每部分的每個高度分別采樣半小時。

所述步驟(4)中，進行粒子分析時每秒最大測量譜/顆粒個數是10個。

一種實現上述方法的單顆粒氣溶膠質譜對室內重金屬污染檢測的裝置，該裝置包括SPAMS、Nafion干燥器和硅膠擴散干燥器，所述SPAMS包括依次相連的進樣模塊、粒徑測量模塊、電離源模塊、質量分析器模塊、數據采集模塊、數據分析模塊；進樣模塊與Nafion干燥器和硅膠擴散干燥器相連。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本發明可對顆粒物的粒徑和成分同時分析，減少測試的時間，

2、本發明對顆粒物進行實時在線檢測，避免了離線分析由采集、貯存、運輸以及樣品預處理過程帶來的分析誤差。

3、本發明SPAMS中的進樣模塊可實現實時、在線采集，從而能夠更加真實的反應室內空氣的污染情況。

4、本發明SPAMS中數據采集和分析模塊實現了對較大數據量的采集及分析，數據量相對離線分析方法較大、較全，使得到的數據具有很好的統計學結果。