[实用新型]一种大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)可视化分离制备装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于环境工程技术领域，具体涉及一种大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)可视 化分离制备装置。

背景技术：

大气气溶胶指的是悬浮在大气中的液态或固态粒子，主要包括六大类气溶胶粒子:沙尘气 溶胶、碳气溶胶、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。它是城市大气 中数量巨大、成分复杂、危害最大的一种污染物。根据空气动力学直径可将其分为TSP、PM10 和PM2.5(分别指空气动力学直径≤100mm、10mm和2.5mm的颗粒物)。大气颗粒物通过 吸收和散射太阳辐射来影响地-气系统的能量交换，进而对气候系统、环境和人类健康产生重 要影响。当前国际全球变化和大气化学研究高度聚焦大气气溶胶对地球气候系统的扰动，特 别是碳气溶胶的辐射强迫作用。大气中的碳气溶胶包括有机碳、元素碳。其中，元素碳已成 为全球大气系统中仅次于CO₂的增温组分，元素碳在研究全球辐射平衡中是一个重要的参数， 在某些地区，元素碳的存在可以造成气溶胶辐射强迫由负辐射效应到正辐射效应的转变，导 致一个净的增温效应。自1880年以来，全球气温上升幅度的25％可归因于元素碳。因此限 制元素碳的排放是当前减缓全球气候变暖的有效途径之一。而有机碳的存在可以造成气溶胶 辐射强迫由负辐射效应到正辐射效应的转变，导致一个净的增温效应。

为了更好的研究和控制碳质气溶胶对全球气候变化的影响，因此需要对大气气溶胶的碳 质中的各组分进行分离研究，特别是通过分离出其有机碳(OC)/元素碳(EC)，采用碳14同位 素技术来确定化石燃烧和生物质燃烧的量比，进行溯源研究。

现有技术中已经公开了一种大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)在线分析仪，其包括：分 析炉系统、气路系统、激光探测系统、控制系统、检测器，收集制备系统和上位机组成。在 控制系统的作用下，内炉(包括样品炉和氧化炉)中发生样品的采集和分析，气路系统以稳 定流量向样品炉注入载气并自动定量进样内标物，激光探测系统监测滤膜上OC和EC的逸 出过程，对OC和EC进行准确分割，检测器对被测组分经化学反应生成的CO₂定量测量， 上位机软件实时绘制谱图，并对样品峰形自动识别和解析，最终计算出各种碳组分的质量浓 度(丁晴，刘建国，陆亦怀，王亚平，陆钒，石建国.大气有机碳/元素碳在线分析仪的研 制，仪器仪表学报，35(6)，2014年6月，p1246-1253)。

目前广泛使用测定碳质气溶胶的方法CTO-375法，Walkey-Black法，热化学还原法，热 光法等，还没有一种能够可视化地实现大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)分离并制备的装 置。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种能够实现大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)可视化分离 制备装置。

本实用新型的大气气溶胶有机碳(OC)/元素碳(EC)可视化分离制备装置，包括分析炉系 统、气路系统、激光探测系统、控制系统、检测器，收集制备系统和上位机，所述的收集制 备系统与气路系统的分析管末端相连，其特征在于，所述的收集制备系统包括四通阀、第一 冷阱、阀A1、第二冷阱、阀A2、第一收集管、阀A3、第三冷阱、阀B1、第四冷阱、阀B2、 第二收集管、阀B3、真空泵和阀门C，所述的四通阀的一个端口、第一冷阱、阀A1、第二 冷阱、阀A2、第一收集管、阀A3、真空泵通过管道顺序相连，所述的四通阀的另外一个端 口、第三冷阱、阀B1、第四冷阱、阀B2、第二收集管、阀B3、真空泵通过管道顺序相连， 所述的四通阀的另外一个端口经真空主管道与气路系统的分析管末端相连，在真空主管道上 还连有进气管，进气管上设有阀门C，在所述的第一收集管和第二收集管上都设有压力表。

所述的管道和真空主管道优选都为不锈钢管道。

优选，真空主管道和气路系统的分析管末端用真空接头和聚四氟乙烯管相连。