[发明专利]一种北方低温环境中细颗粒物分析方法

权利要求书

1.一种北方低温环境中细颗粒物分析方法，其特征在于，包括如下步骤：采样点布设、采集日期和采集时间选择、采样器参数选取、PM_2.5组分分离和溯源分析；

所述采样点布设为：在分析区域内按均分网格法25处采样点，编号分别定位A₁、A₂、......A₂₅,其中A_5n+1(n＝0、1、2、3、4)为地面基点，设置在网格交汇点地面以上20cm处，其余A_5n+2、A_5n+3、A_5n+4、A_5n+5四种采样点按海拔高度分差别设置，分别设置为各自地面基点以上s+80cm、s+260cm、s+720cm、s+1450cm处，其中H_n为地面基点处海拔高度值,单位m；H₀所选区域内平均海拔值，单位m；

所述采集日期选择为：分别在一年中春、秋、冬三个季节，每个季节采样频次根据下式计算：

当T_S＜0

其中，f_s＝1/T_s；T_s为采样季节日均最低气温，四舍五入取整数；春、秋、冬的δ值分别取1、2、3；

所述采集时间选择为：分别从采样日07:30、15:30、23:30起,总采集时长为8×δh；所述采样器参数选取为：采样器选用美国Tisch生产的TEI型号采样器：流量设置为100L/min，采集前校准采样器流量,使其相对偏差小于3％；使用TE-QMA微型石英过滤滤膜8”x10”采集样品，采样前将石英过滤滤膜在马弗炉中600℃灼烧5h；采样期每天使用一张空白石英过滤滤膜；所述PM_2.5组分分离包括以下步骤：

①热光炉中，先通入100％氦气，从采集完成的石英过滤滤膜上取0.6～0.8cm²的待测样品，送入热光炉中,在无氧的条件下，按158℃、268℃、498℃、628℃程序升温，将待测样品逐级加热,使样品中有机碳挥发转化成气态CO²,分别得到OC₁₅₈、OC₂₆₈、OC₄₉₈、OC₆₂₈四种组分的含量；

②热光炉中，通入2％氧+98％氦混合气,在有氧条件下继续加热升温，分别于628℃、798℃、878℃逐步升温,使得样品中的元素碳燃烧，释放出的有机物质经催化氧化炉转化生成CO₂，分别得到EC₆₂₈、EC₇₉₈、EC₈₇₈的含量；

③不同环境温度下产生的CO₂在还原炉中被还原成甲烷，再由火焰离子化检测器(FID)定量检测；

④无氧加热时的焦化效应可使部分有机碳转变为裂解碳(OCPyro)；为检测出OCPyro的生成量，用633nm He-Ne激光全程照射样品，监测加热升温过程中反射光强或透射光强的变化，以初始光强作为参照，准确确定OC和EC的分离点；

⑤将OC定义为OC＝OC₁₅₈+OC₂₆₈+OC₄₉₈+OC₆₂₈+OCPyro,将EC定义为EC＝EC₆₂₈+EC₇₉₈+EC₈₇₈－OCPyro；所述溯源分析为：根据PM_2.5分离组分结果，通过相关因子计算，划分组分类别；其中，OC/EC为检测结果浓度比，p(OC₁₅₈)、p(OC₂₆₈)、p(OC₄₉₈)、p(OC₆₂₈)、p(OCPyro)、p(EC₆₂₈)、p(EC₇₉₈)、p(EC₈₇₈)分别为各自组分百分比；

当OC/EC≤2.5时，相关因子

f＝0.845p(OC₁₅₈)+0.634p(OC₂₆₈)+0.245p(OC₄₉₈)+0.255p(OC₆₂₈)+0.436p(OCPyro)+0.105p(OC₂₆₈)+0.182p(EC₆₂₈)+0.085p(EC₈₇₈)；依据表一分析判断PM_2.5来源，

表一

相关因子数值范围	分析来源
0.085～0.15	大气中水溶性极性化合物
0.12～0.35	生物质燃烧
0.38～0.62	道路、建筑扬尘
0.72～0.845	燃煤源
0.65～0.81	汽车尾气
0.33～0.54	农业面源
0.66～0.78	工业工艺源
0.25～0.64	生活面源

；

当OC/EC为2.5～3.5时，相关因子

f＝0.368p(OC₁₅₈)+0.397p(OC₂₆₈)0.357p(OC₄₉₈)+0.633p(OC₆₂₈)+0.556p(OCPyro)+0.715p(OC₂₆₈)+0.673p(EC₆₂₈)+0.385p(EC₇₉₈)；依据表二分析判断PM_2.5来源，

表二

；

当OC/EC＞3.5时，相关因子

f＝0.142p(OC₁₅₈)+0.115p(OC₂₆₈)0.105p(OC₄₉₈)+0.112p(OC₆₂₈)+0.365p(OCPyro)+0.934p(OC₂₆₈)+0.856p(EC₆₂₈)+0.572p(EC₈₇₈)；依据表三分析判断PM_2.5来源，

相关因子数值范围	分析来源
0.105～0.25	大气中水溶性极性化合物
0.18～0.26	生物质燃烧
0.28～0.42	道路、建筑扬尘
0.87～0.934	燃煤源
0.73～0.86	汽车尾气
0.33～0.54	农业面源
0.66～0.78	工业工艺源
0.25～0.64	生活面源

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