[發明專利]一種大氣污染顆粒物實時采樣及在線分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201911372448.5
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110940722A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 劉冉冉;傅達理;董亞媛;王自發
• 申請（專利權）人: 中國科學院大氣物理研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N1/14
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

本發明涉及大氣污染檢測領域，公開了一種大氣污染顆粒物實時采樣及在線分析方法及裝置，包括S1)利用篩選器對氣體樣品進行篩選；S2)給電磁鐵進行通電，利用抽氣泵將攜有大氣顆粒物的氣流抽至采樣膜；S3)電磁鐵斷電，獲得采樣膜采樣點上的大氣顆粒物；S4)利用電機將采樣膜采樣點上的大氣顆粒物移動至質譜進樣口；S5)關閉電機，啟動原位電離源和質譜儀；S6)利用原位電離源對顆粒物進行離子化，利用質譜儀進行檢測；S7)實現顆粒物采樣與分析同步進行。本發明將顆粒物物質采集組件與原位電離質譜分析相結合，實現顆粒物采集與分析實時化，利用帶狀采樣膜可持續長期不間斷監測，無需人工操作，自動化程度高。

技術領域

本發明涉及大氣污染檢測領域，尤其涉及一種大氣污染顆粒物實時采樣及在線分析方法及裝置。

背景技術

大氣顆粒污染物本身具有復雜且易變的化學性質，了解顆粒物中有機物隨空間和時間變化的過程至關重要。而傳統的離線質譜分析方法大多采用大體積的罐式或者袋式采樣器收集，采樣時間從十幾個小時到幾天不等，之后還需要經過有機溶劑萃取收集物質，最后通過衍生化處理色譜分離。這些方法過程冗長，步驟復雜，無法體現有機物隨空間和時間的變化過程，分析結果還易受到人為干擾。

為了表征顆粒污染物在空間和時間維度上的變化，氣溶膠顆粒質譜儀應運而生。早期的氣溶膠顆粒質譜儀多采用熱解吸加電子轟擊電離源，電離能量大，物質分子變成碎片，難以確定原本化學組成。近年來，采用同步輻射紫外光電離或者是光電子共振俘獲電離等軟電離技術的在線分析技術開始出現，然而這些電離裝置結構復雜價格昂貴，未獲得廣泛應用。化學電離源是另一類應用于在線分析中的軟電離技術，廣泛應用的質子轉移反應質譜儀即是其中最具代表性的一種，質子轉移反應質譜儀的離子源不參與分析物的離子化過程，僅產生水合氫離子質子作為化學反應試劑，與分析物反應將氫離子質子轉移到分析物上。這種電離方式電離效率高，且不會使分析物碎裂，但多用于分析氣態的污染物，在大氣顆粒物的檢測上應用較少。

在國家專利公開文獻CN109425565A中，公開了一種大氣污染中懸浮顆粒的檢測方法，該發明包括以下步驟：S1、首先組成一個測量團隊，并把測量時所需要做的工作與團隊中的工作人員進行合理的分配，分配完成只有根據工作的分工來選擇需要使用的儀器，同時根據當天的天氣狀況來商討懸浮顆粒檢測的地點。該發明提出的大氣污染中懸浮顆粒的檢測方法需要通過人工去特定的地點進行采樣，還需對濾膜進行儲存再運輸到無塵實驗室中，過程繁瑣且容易受到人為干擾。

發明內容

本發明的目的在于為了解決現有質譜分析方法過程冗長，操作復雜并易受到人為干擾的問題，提供一種大氣污染顆粒物實時采樣及在線分析方法及裝置。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種大氣污染顆粒物實時采樣及在線分析裝置，包括顆粒物物質采集組件和原位電離及分析組件；

顆粒物物質采集組件用于實時采集大氣污染顆粒物，并將采集的所述大氣污染顆粒物傳送至所述原位電離及分析組件；

原位電離及分析組件用于對所述顆粒物物質采集組件采集的大氣污染顆粒物進行離子化，并對離子化后的物質進行在線分析。

進一步的，顆粒物物質采集組件包括傳送帶組件、氣體采樣管路組件和密封采樣組件；傳送帶組件包括顆粒物帶狀采樣膜、電機、轉輪一和轉輪二；電機與轉輪二連接，轉輪二與卷芯二緊密連接，轉輪一與卷芯一緊密連接，轉輪二通過顆粒物帶狀采樣膜與轉輪一聯動。

轉輪二相當于一個主動輪，轉輪一相當于一個從動輪，轉輪二和轉輪一均設有卷芯，轉輪二通過顆粒物帶狀采樣膜與轉輪一實現聯動。顆粒物帶狀采樣膜在兩個轉輪上均呈卷軸狀，兩個卷芯分別與轉輪一和轉輪二緊密相連。當電機啟動時，轉輪二由電機驅動，電機帶動轉輪二進行滾動，轉輪一隨動，顆粒物帶狀采樣膜上的采樣點被帶動著由轉輪一向轉輪二進行移動。