[发明专利]电镜用大气颗粒物采集方法、系统、介质、装置及应用

说明书

本发明属于电镜样品采集与检测技术领域，公开了一种电镜用大气颗粒物采集系统及方法，包括：激光发射模块、光电探测模块、数据处理模块、中央控制模块。激光颗粒物传感器设置有壳体，壳体内设置有MCU微处理器，MCU微处理器输出端通过激光控制电路连接有激光器；MCU微处理器输入端通过放大电路连接有光电探测器；MCU微处理器输出端还连接有数据输出接口并通过控制电路连接有风扇。激光器发射激光，激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生光散射；光电探测器在某一角度范围内收集散射光强，将得到散射光强线性地转换成电压，并传输至数据处理系模块；数据处理模块通过数据处理程序进行数据处理，得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同粒径的颗粒物数量。

技术领域

本发明属于电镜样品采集与检测技术领域，尤其涉及一种电镜用大气颗粒物采集方法、系统、介质、装置及应用。

背景技术

近年来，由于工业污染气体的排放、大量增长的私家车所带来的尾气排放，以及城市取暖过程中煤炭的大量燃烧，加重了空气的污染。因此“大气颗粒物”监测引起了人们的关注及研究兴趣。大气颗粒物是指大气中存在的各种固态和液态颗粒物质的总称，也是衡量空气质量的一项重要指标。大气颗粒物的成分复杂，主要取决于来源，分为自然源和人为源两种，后者的危害较大。现有技术运用化学质量平衡模型研究了京津冀郊地区PM2.5的来源，结果表明控制当地民用燃煤对PM2.5污染控制有重要意义。当大气中的颗粒物均匀的扩散时，会形成气溶胶体系。现在人们比较关注的是细小粒子PM2.5和PM10，其中粒子的直径越小对于人类就会越危险，因为粒子的直径越小会更容易穿透并沉积在呼吸道支气管和肺泡中，并进入血液循环，对人体的健康造成伤害，更为严重的是粒径越小其相对表面积越大，细小颗粒物吸附上的化学物质等就越多，比如吸附上一些致癌物就有致癌效应，吸附了重金属带来中毒等危害。北京环保监测中心曾建议各类人群，尤其是老人、儿童、呼吸系统疾病和心血管系统疾病患者，在雾霾天气情况下尽量选择待在室内，缩短外出时间，不要做呼吸量较大的剧烈运动。如果本发明不重视环境的保护，人类所赖以生存的环境将逐渐恶化。目前国内外研究者都在对大气颗粒物的监测进行不同类型与方法的系统研究。现有技术研究发现可吸入的颗粒物PM10与心脏血管疾病密切相关，研究了日本的死亡率与加拿大蒙特利尔周围大气颗粒物的污染之间的关系。对西班牙加泰罗尼亚地区的巴塞罗那港的PM2.5、PM10用主成分分析法进行了研究。用扫描迁移性粒谱仪(SMPS)对广州城区17-800nm的粒子谱进行了不间断观察，结合气象数据进行分析，对城市的保护有潜在意义。系统研究并建立高原典型城市拉萨市的开放源、固定源共3类8种大气颗粒物(PM2.5、PM10)污染源化学成分谱。研究了北京城市雾霾的成因机理；了解和认识意大利普通人口中环境危害对健康的影响。调查研究了我国31个省会城市空气质量指数影响因素。研究了空气污染与自然死亡率之间的联系。研究了中国74个主要城市里PM2.5环境污染对死亡率的影响。研究了大气颗粒物中腐殖质的光谱特征。研究了中国珠江三角洲地区的能见度的长期趋势及其特征。研究了我国内陆和沿海地区PM2.5的季节和日变化特征及来源。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前常规颗粒物监测(PM2.5,PM10)只能检测出单位体积所含颗粒物数量，即使为扫描电镜或透射电镜观察的颗粒物样品，也是常规使用的24小时自然沉降法收集的颗粒物样品，其采样时间周期过长，效率低，使得实时检测结果时间偏长，不能高效率的快速得到监测结果，存在效率不高的缺陷，不能快速采样观察到颗粒物形态及分布状况的不足。

解决以上问题及缺陷的难度为：需要在不破坏原有电镜仪器设备的基础上，加装前置快速实时采集装置，该装置需具备小巧，灵活便携性，可移动性，可联机性。

解决以上问题及缺陷的意义为：其意义在于采用一种全新的电镜采样技术与方法，推出一种可电镜联机的附加装置，用来快速实时收集大气颗粒物样品，缩短了整个电镜检测结果的周期，大大提高了运用电镜研究大气颗粒物的工作效率，提高了环境科学监测分析与研究的时效性。也使大型精密科学仪器的功能开发得到拓展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电镜用大气颗粒物采集方法、系统、介质、装置及应用。