[发明专利]一种大气可溶性棕色碳在线检测系统及检测方法

说明书

本发明涉及一种大气可溶性棕色碳在线检测系统及检测方法，属于环境监测技术领域，解决了现有技术中可溶性有机碳的离线检测系统存在前处理复杂、时间分辨率差、准确性低和只能单独测量的问题。该系统包括第一检测子系统和第二检测子系统；第一检测子系统包括依次连接的第一进样单元、第一扩散溶蚀单元、第一气溶胶颗粒物收集单元、第一光学性质检测单元以及总有机碳分析仪；第一气溶胶颗粒物收集单元与超纯水进液管路连接；第一光学性质检测单元和总有机碳分析仪均与数据处理单元连接。本发明实现了对大气气溶胶颗粒物中可溶性棕色碳光学性质的实时在线检测，其能够进行外场观测，研究可溶性棕色碳光学性质实时变化及空间分布。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种大气可溶性棕色碳在线检测系统及检测方法。

背景技术

棕色碳是一类重要的具有光吸收特性的有机气溶胶，其光吸收强度随着波长变短而指数升高，特别是在光反应活跃的紫外波段棕色碳的吸光能力急剧增强。棕色碳可以影响全球辐射平衡，改变全球辐射强迫；也可作为云凝结核，改变云层的光吸收性质，从而对气候产生影响；棕色碳组成复杂，还会对人体健康产生成负面影响。

棕色碳的来源复杂，包括煤燃烧、生物质燃烧、机动车排放等一次排放，也可以通过二次转化等过程生成。尽管目前棕色碳是国际大气环境领域的热点之一，但对棕色碳光学性质、浓度及其大气环境影响等方面仍非常匮乏。

目前对可溶性棕色碳检测主要限制在于传统光学分析仪器难以有效的区分及测量棕色碳光吸收，现有技术主要是通过离线方法采用溶剂将颗粒物滤膜中的棕色碳提取出来，并以提取液中的有机组分的光学性质确定棕色碳性质与来源。

由于现在关于可溶性有机碳的离线检测方法具有前处理复杂、时间分辨率差、准确性低、只能单独测量等缺点，因此亟需开发针对可溶性棕色碳在线检测系统。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种大气可溶性棕色碳在线检测系统及检测方法，用以解决现有可溶性棕色碳检测前处理复杂、时间分辨率差、准确性低、只能单独测量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一方面，本发明公开了一种大气可溶性棕色碳在线检测系统，包括第一检测子系统；第一检测子系统包括依次连接的第一进样单元、第一扩散溶蚀单元、第一气溶胶颗粒物收集单元、第一光学性质检测单元以及总有机碳分析仪；第一进样单元用于输送空气样品；第一扩散溶蚀单元用于吸收空气样品中的气体分子；第一光学性质检测单元用于检测溶解液在紫外-可见波段的光学性质；浓度检测单元用于检测有机碳浓度；

第一气溶胶颗粒物收集单元与超纯水进液管路连接；第一光学性质检测单元和总有机碳分析仪均与数据处理单元数据处理单元连接。

进一步地，还包括第二检测子系统，第二在线子系统包括依次连接的第二进样单元、第二扩散溶蚀单元、第二气溶胶颗粒物收集单元和第二光学性质检测单元；第二气溶胶颗粒物收集单元与有机溶剂进液管路连接；第二光学性质检测单元与数据处理单元连接。

进一步地，第二检测子系统还包括有机碳元素碳分析仪，有机碳元素碳分析仪与第二扩散溶蚀单元连接；有机碳元素碳分析仪与数据处理单元连接。

进一步地，第一气溶胶颗粒物收集单元包括第一气溶胶颗粒物收集器，第一气溶胶颗粒物收集器内设有水蒸汽发生器，水蒸汽发生器产生的过饱和水蒸汽用于溶解气溶胶颗粒物中的可溶性棕色碳。

进一步地，第二气溶胶颗粒物收集单元包括第二气溶胶颗粒物收集器；第二气溶胶颗粒物收集器内设有水蒸汽发生器，水蒸汽发生器产生的过饱和蒸汽用于溶解气溶胶颗粒物中的可溶性棕色碳。