[发明专利]一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及污染源识别监测技术，尤其涉及一种针对化工园区中挥发性有机物的在线污染源识别监测方法及系统。

背景技术

根据WHO（世界卫生组织）的定义可知，挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。VOCs是重要的大气污染物，其在空气中普遍存在，特点是浓度低、活性强，并且严重影响人体健康和大气环境，是引起大气臭氧超标、PM2.5重污染的关键前体物。而化工行业则是VOCs排放的主要行业，其排放比重大。由于化工行业中的企业通常都会设置在化工园区中，因此由此可知，化工园区是由不同化工企业的聚集发展而形成的，其所涉及的产品种类众多，污染组分复杂，无组织排放普遍，所以，当发生因VOCs排放而引起环境突发、居民投诉、企业偷排等问题情况时，则难以对VOCs污染事故源头进行追溯，从而无法有效地来对企业的VOCs排放进行监管和改善。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种针对化工园区中挥发性有机物的在线污染源识别监测方法。

本发明的另一目的是提供一种针对化工园区中挥发性有机物的在线污染源识别监测系统。

本发明所采用的技术方案是：一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法，该方法包括：

A、采用在线质谱仪对监测点中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得该监测点的质谱图信息；

B、根据污染源识别模型、该监测点的质谱图信息以及污染源指纹数据库中的污染源质谱图信息，从而计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。

进一步，所述步骤B中所述的污染源识别模型，其包括快速傅里叶变换交叉相关算法以及非负最小二乘法；

所述步骤B具体为：利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对该监测点的质谱图信息进行校准，然后，根据校准后的该监测点的质谱图信息以及污染源指纹数据库中的污染源质谱图信息，从而利用非负最小二乘法来计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。

进一步，所述非负最小二乘法所采用的公式如下所示：

y=Xb+e

其中，y为监测点的质谱图矩阵，X为污染源的质谱图矩阵，b为贡献值矩阵，e为误差参数矩阵。

进一步，所述步骤A之前还设有建立污染源指纹数据库这一步骤。

进一步，所述建立污染源指纹数据库这一步骤，其具体为：

采用在线质谱仪对多个不同污染源中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得多个不同污染源的质谱图信息，然后，利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对多个不同污染源的质谱图信息进行校准；

对校准后的多个不同污染源的质谱图信息进行整理，并且将整理后的多个不同污染源的质谱图信息存入污染源指纹数据库中，从而实现污染源指纹数据库的建立。

进一步，所述在线质谱仪包括进样系统、电离系统、飞行时间质量分析器以及数据采集单元，所述进样系统的输出端依次通过电离系统和飞行时间质量分析器进而与数据采集单元的输入端连接。

进一步，所述数据采集单元还可用于将质谱图信息以tof格式内嵌于在线质谱仪中，以及将质谱图信息的原始数据导出到EXCEL文件中。

本发明所采用的另一技术方案是：一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测系统，其包括在线质谱仪、污染源识别模型、污染源指纹数据库以及数据处理单元；

所述在线质谱仪，用于对监测点中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得该监测点的质谱图信息；

所述数据处理单元，用于根据污染源识别模型、该监测点的质谱图信息以及污染源指纹数据库中的污染源质谱图信息，从而计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。

进一步，所述的污染源识别模型包括快速傅里叶变换交叉相关算法以及非负最小二乘法；

所述数据处理单元具体用于利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对该监测点的质谱图信息进行校准，然后，根据校准后的该监测点的质谱图信息以及污染源指纹数据库中的污染源质谱图信息，从而利用非负最小二乘法来计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。

进一步，所述非负最小二乘法所采用的公式如下所示：

y=Xb+e

其中，y为监测点的质谱图矩阵，X为污染源的质谱图矩阵，b为贡献值矩阵，e为误差参数矩阵。