[发明专利]空气中可吸入颗粒物中碳元素含量的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境检测，尤其涉及一种空气中可吸入颗粒物的测定方法。

背景技术

环保领域对大气颗粒物的监测，目前我国的评价指标暂时主要集中在对颗粒物质量浓度的评价。但在城市环境中，通常监测到的空气质量指数(大多数都是优良)与人们实际感觉是不相适应的，因此对颗粒物这使得人们对随着国家对环保要求的逐步提高，大气颗粒物中有机碳/元素碳的测定越来越受人们关注。大气中的可吸入颗粒物(PM10，是指空气动力学当量直径≤10μm的悬浮颗粒物)对大气能见度、辐射强度、区域降水以及人体健康都有显著影响。在城市地区，含碳物质是大气颗粒物中最重要的组分之一。

大气颗粒物中含有较多的碳元素，研究表明占可吸入颗粒物总质量的30％以上，碳在大气中以两种形式存在，有机碳(organic carbon，OC)和元素碳(elemental carbon，EC)。有机碳主要含有脂肪族化合物、多环芳烃、有机酸等致癌物质，主要来自污染源直接排放，如汽车尾气、化石燃料排放等；元素碳具有极强的吸光性，对大气能见度影响很大，同时也是大气温室效应仅次于CO₂的重要组分，主要来源于燃料的不完全燃烧。但针对大气颗粒物中有机碳/元素碳的测定，目前国内外环保领域还没有统一的分析方法。按已报道的文献，大气气溶胶中含碳物质的分析方法主要有热氧化分解法(TMO)、热光透射法(TOT)、热光反射法(TOR)、元素分析仪(EA)、实时气溶胶碳监测仪、黑碳计等。按原理可将这些方法归为三类：即热解法、光学法和光热结合法。

已报道的热解法测定可吸入物碳元素的文献中，一般热解析分离有机碳温度在300℃左右，此条件下芳香族化合物分解不完全，影响测试的准确度和精密度。光学法的主要缺点在于铁盐等盐类化合物对可见光有吸收，可带来较大随机误差，同时光学法也不适用于含碳较高的样品测试。光热结合法主要有热光透射法(TOT)和热光反射法(TOR)，光热结合法可适用于含碳较高的样品测试，但与常规的光学法一样，也不能完全消除盐类对可见光吸收的影响。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种空气中可吸入颗粒物中碳元素含量的测定方法。本发明测定结果的精密度、准确度较为可靠。

本发明是这样实现的：

一种空气中可吸入颗粒物中碳元素含量的测定方法，它包括分级采样器和红外碳流仪，其特征在于，所述分级采样器中的滤膜为石英纤维滤膜，并包括下列步骤：

步骤一，利用所述分级采样器进行至少12小时的采样；

步骤二，取出分级采样器中的石英纤维滤膜，并将石英纤维滤膜等分为两份；

步骤三，取一份1/2的石英纤维滤膜，剪碎；剪碎后放入高温灼烧过的坩埚中准确称量，加入高纯铁粉，红外碳硫仪在升温过程中，将样品中的有机碳OC和元素碳EC全部转化为碳的气态氧化物，红外碳硫仪测定结果为总碳含量TC(百分含量)；

步骤四，取另一份1/2的石英纤维滤膜，在马弗炉中加热到405-445℃，保持5-60分钟；再在红外碳硫仪上分析碳的含量，测定结果为元素碳EC含量(百分含量)；

步骤五，通过差减法计算样品中有机碳OC含量：

OC＝TC-EC

元素碳含量EC(μg/m3)=2·M2·W2%Vn·109]]>