[发明专利]基于走航监测的大气挥发性有机物溯源方法

说明书

本发明属于挥发性有机物排放监测技术领域。本发明公开了一种基于走航监测的大气挥发性有机物溯源方法，包括如下步骤：测定环境大气中VOCs组分；依据VOCs组分数据生成指纹图谱；利用空间向量相似度算法，计算指纹图谱与VOCs指纹图谱库中各图谱的相似度值；对相似度值从大到小进行排序，选取排名前5且不小于60％的相似度值；依据相似度值与VOCs指纹图谱库中各图谱的对应关系，确定具体的指纹图谱；依据指纹图谱与污染源对应关系，确定污染物排放源。本发明所采用的大气挥发性有机物特征指纹溯源法不仅关注挥发性有机物组分浓度，更注重于特征组分分析，且减少了对气象数据的依赖，提高了溯源结果的准确性。

技术领域

本发明属于挥发性有机物排放监测技术领域。

背景技术

目前，常规VOCs走航监测技术仅统计展示VOCs浓度高值区域，并根据高值区域判断VOCs的来源。在复杂的气象因素影响下，这种统计方法往往具有较高的不确定度。此外，VOCs走航监测中的物种信息，也并未有效利用起来。现有的走航监测车往往盲目增加监测仪器，而不考虑各监测仪器的实际协同配合和分析，这种监测仪器的堆叠易造成资源的浪费。

当前我国各省市均面临严峻的大气污染形势，其中东南沿海城市特别是珠三角、长三角等地多以臭氧污染为主。而臭氧污染的主要来源前体物为挥发性有机物(VOCs)。VOCs种类繁多，多为有毒有害且易燃易爆的污染物，对人类健康和生态环境危害极大。它的主要来源有溶剂挥发、燃料燃烧、工业废气、汽车尾气等。环境大气中的VOCs在阳光紫外线作用下会发生一系列复杂光化学链式反应，产生臭氧以及二次有机气溶胶等二次污染。大气VOCs组成成分复杂，在大气环境中的时空分布变化迅速。传统的VOCs监测方法由于其时间、空间的限制，往往难以满足随时随地快速响应、快速分析污染来源等需求。因此，具有边走边测、秒级响应等特点的走航监测手段逐渐成为VOCs溯源及监管的重要方式。

目前，满足VOCs组分秒级响应测量的技术一般采用软电离(化学电离)联用飞行时间质谱的原理，例如质子转移飞行时间质谱(PTR-TOF)、单光子电离源飞行时间质谱等。专利号CN110873590A《一种基于臭氧激光雷达的环境监测溯源走航车》、专利号CN109387559A《一种大气挥发性有机物车载化学电离质谱走航检测装置及方法》、专利号CN210051754U《一种车载移动式大气环境立体溯源监控系统》、专利号CN108469278A《移动式大气灰霾和臭氧立体监测与污染溯源系统》、专利号CN108415038A《车载移动式VOCs和恶臭气体质谱仪及污染源精准锁定系统》中，均配置了化学电离飞行时间质谱，用于VOCs组分的快速走航测量。这些VOCs走航监测技术在开展VOCs溯源时，仅统计并展示VOCs浓度高值区域，并根据高值区域判断VOCs的来源。在复杂的气象因素影响下，这种统计方法往往具有较高的不确定度。且这些走航监测系统中配置监测仪器时，未合理考虑各监测仪器的实际协同配合和分析，而是尽可能多的增加多种监测仪器，这种监测仪器的堆叠易造成资源的浪费。

专利号CN109583743A《基于拉格朗日模型和移动观测平台的大气污染溯源方法》、专利号CN109878400A《模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法》、专利号CN109522603A《基于云平台的车载拉格朗日实时大气污染溯源系统及方法》中，阐述了利用拉格朗日模型开展大气污染物移动监测溯源的系统及方法，该模型主要基于气象扩散传输模拟结果，可对VOCs进行溯源分析，该方法中气象场的测量依赖于走航监测车系统本身，但由于走航监测系统本身无法同时测量多点气象数据，该方法同样具有较大的不确定度。

综上所述，现有专利中VOCs走航监测数据的溯源应用方法，存在较大的不确定度，有必要设计更为合理的VOCs溯源走航技术方法，并基于该方法配置合理的监测仪器。