[发明专利]一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的系统及方法

说明书

本发明公开的一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的系统及方法，该系统包括进样装置、凝结增长腔、纯水供给装置、静电泵、湿式旋风分离器、PFN溶液供给装置以及荧光检测器；所述进样装置、凝结增长腔、湿式旋风分离器以及荧光检测器依次连接，所述纯水供给装置通过静电泵与所述凝结增长腔连接，所述PFN溶液供给装置通过静电泵与湿式旋风分离器连接。本发明实现了实时、全面、准确地测量大气颗粒物中活性氧物质的浓度，为准确评价空气质量提供了科学依据。

技术领域

本发明属于大气化学和大气环境污染分析设备领域，特别涉及一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的系统及方法。

背景技术

活性氧物质是指生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和非自由基形式存在的具有高活性的中间产物，主要包括羟基自由基、氮氧自由基、过羟基自由基等自由基，过氧负离子、次氯酸根等离子，以及过氧化氢、有机过氧化物等分子。大气环境中的活性氧物质，以气态和颗粒态的形式并存并普遍存在。其气态活性氧物质，由于具有高溶解性和强分子扩散能力，进入人体后大部分被呼吸道所吸附，对人体健康的危害较小；其颗粒态活性氧物质，以颗粒物作为传输载体可进入人体肺部，对人体健康的危害较大。人体自发产生的适量活性氧物质在基因表达和免疫反应等生命活动中有重要作用，为人体所必需；过量活性氧物质则易引发氧化应激，导致细胞损坏或死亡，严重影响人体健康。综上可见，大气活性氧物质对准确评价空气质量有重要的参考意义，因此对大气活性氧物质，尤其是大气颗粒物中的活性氧进行有效检测是十分必要的。

目前大气颗粒物中的活性氧物质的检测主要采用离线方式，包括化学发光法、电子顺磁共振法和分光光度法等。由于大气颗粒物活性氧物质具有寿命短和活性高的特点，因此分析时间相对滞后的离线方式可能无法准确获得其真实浓度。荧光探针法因具有快速、准确、灵敏等优点广泛应用于活性氧物质的在线监测。其中，2,7-二氯荧光素（2,7-dichlorofluorescin, 简称DCGH）探针法是目前较为常用的在线监测技术，但存在通用性差的缺点，因此一种有效且通用的在线监测技术是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的系统及方法，实现实时、全面、准确地测量大气颗粒物中活性氧物质的浓度，为准确评价大气颗粒物的氧化性乃至空气质量提供了科学依据。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的系统，包括进样装置、凝结增长腔、纯水供给装置、静电泵、湿式旋风分离器、PFN溶液（促荧光硝基氧（profluorescent nitroxide，简称PFN）供给装置以及荧光检测器；所述进样装置、凝结增长腔、湿式旋风分离器以及荧光检测器依次连接，所述纯水供给装置通过静电泵与所述凝结增长腔连接，所述PFN溶液供给装置通过静电泵与湿式旋风分离器连接。

在所述进样装置与湿式旋风分离器之间还接入一条与凝结增长腔并联的旁路，该旁路两端均设有阀门。

一种在线监测大气颗粒物活性氧物质的方法，包括以下步骤：

S1. 将一定粒径的大气颗粒物和气体通过进样装置同时送入凝结增长腔，静电泵从纯水供给装置中持续地泵送小流量纯水至凝结增长腔中，使凝结增长腔处于过饱和状态，让大气颗粒物在凝结增长腔中吸湿增长；

S2. 在凝结增长腔中吸湿增长后的大气颗粒物进入湿式旋风分离器，同时，静电泵将PFN溶液供给装置中的PFN溶液导入湿式旋风分离器，湿式旋风分离器使PFN溶液形成驻涡，进入湿式旋风分离器的吸湿增长大气颗粒物中的活性氧物质与PFN溶液反应；

S3. 反应完成后反应产物进入荧光检测器，被荧光检测器所检测。

所述一定粒径的大气颗粒物通过旋风切割器从大气气流中获得。