[发明专利]一种测量气溶胶水溶性离子成分的系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境检测技术与分析及光学技术领域，具体的说是一种测量气溶胶水溶性离子成分的系统。

背景技术

傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪由于高灵敏度和分辨率，以及可进行实时的多组分同时探测等独特的优势，在环境、化学、材料等方面都有广泛的应用，近年来尤其在环境污染的定性定量监测方面。

当前，随着全球工业化进程的不断加快，大气环境的污染日益严重，现已成为人类极为关注的一个重要课题。据环保部2007年全国城市环境管理与综合整治年度报告[1]称，在监测的地级城市中，空气质量达到国家一级标准的城市只占2.4%，低于二级标准（即未达标）的占到39.5%；并且在地级及地级以上城市中，颗粒物年均浓度低于二级标准的就占到28.0%，在目前的污染物组成中大气气溶胶颗粒物仍是首要污染物。由于采样技术的限制，国际上对大气气溶胶化学成分浓度的分析，多采用离线分析方法，耗时很长，前期处理比较麻烦。傅里叶变换红外光谱是一种优良、非接触、实时测量技术。不需要对样品进行预处理，理论上不仅可以避免采样过程带来的活性损失问题，提高测量精度，而且大幅度提高了分析速度。本发明设计了一种测量气溶胶水溶性离子成分的系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种测量气溶胶水溶性离子成分的系统和方法，该发明实现了对气溶胶水溶性离子成分的非破坏、多组分测量，提高了测量结果的精度和效率。

本发明的技术方案：

一种测量气溶胶水溶性离子成分的系统，包括ZnSe晶片、晶片支架、氮气瓶、减压阀、气管、傅里叶变换红外光谱仪、计算机，其特征在于：把含有气溶胶样品的ZnSe晶片放置于晶片支架上，氮气瓶通过减压阀、气管和傅里叶变换红外光谱仪进痰气口相连接，通过氮气吹扫红外光谱仪和ZnSe晶片支架，把红外光谱仪器、ZnSe晶片上整个红外光源通过的光路上的空气吹扫干净，红外光源通过ZnSe晶片后进入傅里叶变换红外光谱仪的探测器，计算机控制傅里叶变换红外光谱仪光谱采集。所述的ZnSe晶片要和经过它的红外光的光斑大小相同。计算机用来测量整个ZnSe晶片中的气溶胶样品的红外光谱。

本发明与现有技术相比的优点如下：

1、利用光学方法直接测量气溶胶中的水溶性离子成分，测量方法简单。

2、可以同时检测NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-等多种离子成分。

3、测量精度高，避免了膜不均匀性带来的测量误差。

附图说明

图1是本发明的原理图。

具体实施方式

参见图1

如图1所示，氮气瓶经过减压阀和光谱仪（1）上的三个进气口（2）相连，氮气通过进气口（2）进入光谱仪（1）内部，通过晶片（4）和光谱仪接处口出来，这样氮气把光谱仪内部的空气吹扫干净，保证整个红外光路上是氮气。气溶胶水溶液膜放置于晶片（4）上，红外光斑和晶片上膜大小相同，这样测量到的成分是整个晶片上气溶胶的总浓度，并且晶片膜均匀性和厚度不用保证每次测量都相同。出了进气口、晶片（4）和光谱仪接处口外，整个光谱红外光谱上（6）要保证气密性，以放置空气进入光谱仪中，干扰测量结果。红外光源发出的红外光经过反射镜（3）、晶片（4）进入探测器（5）

计算机（8）和傅里叶变换红外光谱仪（1）通过网线（7）相连。测量晶体上气溶胶膜的吸收光谱，对测量气溶胶水溶性离子成分进行定量和定性分析。测量次数是16次，测量光谱时间是3分钟。