[發明專利]一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統

在審

• 申請號: 201811624984.5
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109596482A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 陳建民;孫劍峰;朱超;李慶;李凌
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/06;G01N31/12
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 吳肖敏

本發明涉及一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統，包括依次相連接的模擬生物質露天燃燒的燃燒裝置、模擬大氣污染物排放到大氣中的氣溶膠煙霧箱、在線顆粒物化學組分質譜；本發明的系統同時具備三個功能，準確、真實的模擬生物質露天燃燒排放大氣污染物的過程；人為可控且可重復地模擬農作物秸稈露天燃燒所產生大氣污染物在對流層乃至平流層各個高度的物理化學反應，同時排除實際環境中復雜的氣象、地形等因素的影響；并且通過在線顆粒物化學組分質譜，測試0.04?1.0微米顆粒物中非難熔性組分的質量濃度和化學組成，達到全面分析及測試0.04?1.0微米顆粒物中非難熔性組分的質量濃度和化學組成，測試結果準確可靠。

技術領域

本發明涉及一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統。

背景技術

中國作為世界范圍內的農業大國，其農作物秸稈擁有量居世界首位，據統計，約20％以上的農作物秸稈被直接露天燃燒。農作物秸稈露天燃燒所產生的大氣氣溶膠對環境質量惡化(如霧霾的形成)和能見度降低起重要作用，并會參與大氣傳輸與化學過程，其特殊的光學性質和化學構成，影響著地表輻照平衡和大氣氧化性，并能有效的作為云凝結核直接或間接的影響著氣候和氣-液循環；此外農作物秸稈露天燃燒所產生的大氣氣溶膠有顯著的呼入毒性，對人群健康也起著潛在的威脅。

然而，在實際大氣環境中難以捕捉農作物秸稈露天燃燒所造成的大氣污染的物理化學過程，為進一步了解并研究農作物秸稈露天燃燒排放大氣污染物的區域環境影響、氣候效應以及居民身心健康的問題，需要通過室內實驗模擬的方法來研究其排放大氣污染物所造成的區域環境效應和氣候效應。

煙霧箱是一種應用于進行大氣環境化學模擬研究的必不可少的光化學反應模擬裝置，不但能排除實際環境中復雜的氣象、地形等因素的影響，還可以在人為可控且可重復的條件下模擬大氣化學過程，提煉大氣化學反應本質，獲得反應的機制機理，并驗證大氣化學模式，其研究成果還可以為大氣污染防治對策的制定提供科學依據。

國外煙霧箱的研究起源于20世紀70年代，1976年美國北卡羅來那大學建立了室外煙霧箱，以收集數據評價化學反應機理。國內煙霧箱的研究起步較晚，北京大學于1982年建成國內最早的室內煙霧箱；中國環境科學研究院1995年建成石英材料的室內煙霧箱；清華大學2005年建成較大型的室外煙霧箱實驗系統。然而，特殊針對模擬生物質露天燃燒的大氣氣溶膠煙霧箱系統在國內尚且缺乏。在生物質露天燃燒過程中會產生多種復雜的大氣污染物，其中大量的小分子量污染物會隨空氣的垂直對流運動上升擴散至對流層頂部，并隨大氣環流參與到全球范圍內的大氣污染物傳輸過程。為模擬生物質露天燃燒過程中產生大氣污染物的反應及傳輸過程，需提供低溫，低壓，持續強光輻射的環境，而現有的大氣氣溶膠煙霧箱因其材質和結構(大多數采用FEP-Teflon薄膜)的局限不能實現，另外，現有的大氣氣溶膠煙霧箱功能單一，無法測試顆粒物化學成分。

為更好地揭示農作物秸稈露天燃燒源排放大氣污染物所造成的區域環境效應和氣候效應,乃至進一步為國家制定相關政策提供科學支撐,達到減輕并控制大氣污染的目的，亟需一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統。

本發明是通過如下方案實現的：

一種測量顆粒物化學組分的大氣氣溶膠煙霧系統，包括依次相連接的模擬生物質露天燃燒的燃燒裝置、模擬大氣污染物排放到大氣中的氣溶膠煙霧箱、在線顆粒物化學組分質譜；

所述的模擬大氣污染物排放到大氣中的氣溶膠煙霧箱至少包括：密閉的箱體，位于箱體內底部的攪拌器，用于對密閉的箱體抽真空的真空泵，貫穿箱體的大氣污染物輸入管，大氣污染物輸入管上設置有單向閥，對箱體內提供水分的加濕器，以及位于箱體內部的黑光燈，所述的箱體包括內殼體和外殼體，內殼體和外殼體之間的空腔被分割成制冷劑循環層和隔熱保護層，貫穿內殼體和外殼體設置有氣體測試口和補氣口；