[发明专利]一种PM2.5

说明书

本发明公开了一种PM2.5在线源解析方法及测量系统，测量系统包括有激光器、偏振分束器、波片、平凸柱面透镜、测量腔、多角度斯托克斯向量测量装置和信号采集卡，激光器与偏振分束器、波片、平凸柱面透镜位于一条直线上，在测量腔的后面设有光陷阱；多角度斯托克斯向量测量装置沿测量腔的外围设置并与信号采集卡连接，信号采集卡与计算机连接。本发明可单独应用于PM_2.5在线源解析；同时，测量系统获取的颗粒物物理信息可以与单颗粒质谱仪联用，共同应用于PM_2.5在线源解析；整个系统的装置简单、成本更低；每秒最高可检测高达3000个颗粒物数据，可实现快速在线源解析监测，时间分辨率达分钟级；适用于各地区大规模推广与应用。

技术领域

本发明涉及环境监测装置技术领域，尤其涉及一种针对PM_2.5的在线源解析方法及测量系统。

背景技术

PM_2.5污染是我国乃至全世界普遍关注的问题，它与人们正常出行和身体健康息息相关。随着PM_2.5浓度监测技术的成熟和应用，如何有效控制和降低PM_2.5污染成为社会关注的重点。PM_2.5源解析是指通过化学、物理学、数学等方法定性或者定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源，是科学、有效的开展灰霾防治的基础和前提，是国家政府制定空气质量达标计划的重要依据。

常用的大气颗粒物源解析模型包括排放清单、扩散模型和受体模型。排放清单也称为源排放清单法，是在特定的时间和空间尺度上调查和统计污染源，根据不同源类的活动水平和排放因子模型，建立污染源清单数据库，从而对不同源类的排放量进行评估，以确定主要污染来源。排放清单主要用于国家和城市等大区域研究，运用于区、县、工业区等小区域时则存在一定误差；扩散模型也称源模型，它是从污染源出发，在各污染源排放量或排放强度确定的情况下模拟或预测在不同气象条件下颗粒物浓度的时空分布，通过在水平和垂直方向上模拟颗粒物的输送、反应、清楚等过程，估算不同污染源对污染物浓度的贡献情况，能够在固定或移动污染源和大气颗粒物浓度之间建立良好的定量关系。扩散模型的局限性在于其依赖当地的气象学资料，气象资料的误差会导致结果的不准确性，且其无法用于强度不确定的开放源，无法用于量大面广的颗粒物开放源，普遍应用于小区域内原生大气颗粒物的空间分布；受体模型主要通过分析受体和污染源样品的化学成分来确定污染源对受体的贡献，按照是否需要详细的源类信息可分为源未知受体模型和源已知受体模型。

基于现有技术，化学组分连续观测和源解析模型联用是PM_2.5在线源解析的主要手段。由于PM_2.5来源的复杂性和天气系统的快速变化导致其在大气中的化学组分和浓度水平也在实时演变，不能在较高时间分辨率下掌握其污染变化过程，就无法深入了解和监控大气PM2.5污染的本质原因和形成机理，因此在线源解析在重污染过程预警和防控方便可发挥重要作用。

目前应用于在线源解析的自动仪器主要有两种：一种是基于气溶胶质谱的组分连续观测；另一种是基于3类在线仪器组合的组分连续观测，分别为在线离子色谱(水溶性离子)、在线EC/OC和在线重金属仪。国内对气溶胶质谱特别是单颗粒气溶胶飞行时间质谱(SPAMS)应用于组分特征分析和来源解析的研究较多，而对第二种的研究则集中于离线/在线方法比对、重污染过程成因和规律分析等，将3类化学组分在线观测资料应用于受体模型解析污染来源的研究较为罕见。