[发明专利]基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法在审

专利信息
申请号: 201510434572.5 申请日: 2015-07-22
公开(公告)号: CN105021515A 公开(公告)日: 2015-11-04
发明(设计)人: 王伯光;张志娟;周振;黄正旭;李梅;傅忠;王安侯;李云鹏;程鹏 申请(专利权)人: 暨南大学
主分类号: G01N15/10 分类号: G01N15/10
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 代理人: 陈燕娴;刘巧霞
地址: 510632 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 流动 监测 颗粒 气溶胶 在线 检测 方法
【权利要求书】:

1.基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述方法基于一颗粒物在线质谱检测系统,该系统包括单颗粒气溶胶在线质谱仪和流动监测车,所述单颗粒气溶胶在线质谱仪设置在流动监测车上,所述方法包括以下步骤:

(1)大气中的气溶胶在大气压条件下被引入现有的单颗粒气溶胶在线质谱仪内部真空系统;在空气动力学透镜的作用下,气溶胶颗粒被聚焦成为准直颗粒束,在离开空气动力学透镜时经气体超音速膨胀进入测径区;

(2)在测径区,气溶胶颗粒连续散射两束相距已知距离的激光束,根据颗粒在这两束激光之间的渡越时间,一方面计算颗粒的空气动力学直径,另一方面触发266nm激光将颗粒物电离,同时控制电离激光的出射时间,使颗粒到达电离区中心的时候激光恰好电离气溶胶颗粒;

(3)经过电离区后,电离产生的气溶胶正负离子经现有的双极飞行时间质量分析器分别检测,同时,保存颗粒的飞行时间、散射光强度、每一个颗粒的谱图信息,利用上述信息完成质谱检测。

2.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法还包括对颗粒物样品的来源进行解析,包括步骤:

(4-1)利用单颗粒飞行时间质谱方法,使用单颗粒气溶胶在线质谱仪直接对目标大气颗粒物的粒径和成分信息进行在线测量,得到颗粒物数浓度、颗粒物粒径谱图和颗粒物在线质谱数据;

(4-2)利用ART-2a的方法对颗粒物的成分进行分类,类别共分为元素碳颗粒、含钠钾颗粒、有机碳颗粒、元素有机碳、含金属颗粒物、含钾颗粒物、扬尘、左旋葡聚糖和其他共九类颗粒;得到不同时间分辨率下和不同粒径下的单颗粒化学成分数据;

(4-3)采用质谱直接解析技术对单颗粒进行受体源分析,判断颗粒物的来源,来源共分为海盐、扬尘、生物质燃烧、机动车尾气、工业源、燃煤、纯二次有机源以及其他源共8大类。

3.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法还包括粒径校准步骤:

往一定量的蒸馏水中加入PSL小球溶液,并混匀,PSL小球粒径包括0.2μm、0.3μm、0.5μm、0.72μm、1.0μm、1.3μm、2.0μm;然后利用气溶胶发生器产生单分散气溶胶粒子;然后进样到单颗粒气溶胶在线质谱仪,通过单颗粒气溶胶在线质谱仪计算不同粒径的PSL小球穿越两束测径激光的飞行时间,并绘制数据采集校正曲线和数据处理校正曲线。

4.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法还包括质谱图校正步骤:

称量一定量的分析纯NaI到气溶胶发生器中,加入一定量的蒸馏水并摇匀;样品进样后,通过单颗粒气溶胶在线质谱仪得到NaI的正、负离子质谱图,当离子峰偏离时,采用系统自带软件SPAMS-ANALZE对质谱图进行校正。

5.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,每次采样前需要查看单颗粒气溶胶在线质谱仪进样口压力,使其压力范围在常用值±0.1torr范围内;当压力变小并超出压力范围时,就清洗或更换小孔片,使其恢复至原来的进样压力范围,若恢复不了,就重新做粒径校正。

6.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,每次采样前需要查看质量数,使其偏差在±0.5质量数范围内;当质量数偏差超出0.5个质量数时需对其进行质量校正。

7.根据权利要求1所述的基于流动监测车的单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,其特征在于,所述单颗粒气溶胶在线质谱检测方法,每次采样前需查看单颗粒气溶胶在线质谱仪的电离激光能量,使其电离能在常用值±0.03mJ范围内;当能量下降时,应调节采集设置的间隔时间,使出射能量保持在常用值范围内。

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