基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法及装置，该装置包括单颗粒气溶胶质谱仪、气溶胶中和器和硅胶扩散干燥器。该方法步骤包括，首先将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，并且垂直引入采样管，然后利用单颗粒气溶胶质谱仪对大气气溶胶样品进行实时在线连续采集，最后运用单颗粒气溶胶质谱仪进而分别分析大气气溶胶样品中含铅颗粒物的污染程度、粒径分布、质谱特征以及可能性来源。本发明专利技术的方法不仅能对颗粒物的粒径和成分进行同时分析，减少测试的时间，而且能对颗粒物进行实时在线监测，获得的数据更加真实和可靠。本发明专利技术作为基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法及装置广泛应用在重金属污染实时监测领域中。

【技术实现步骤摘要】
基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法及装置
本专利技术涉及污染应急监测技术，特别涉及一种基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法及装置。
技术介绍
环境应急监测在污染事故的应急处置中起着举足轻重的作用，并且要求监测数据的准确性和及时性是事故处理的核心工作。在社会经济生产活动中，突发性环境污染事故时有发生，这就要求我们努力做好突发性环境污染事故的预防、监测、应急处理及其后置工作，最大限度减少生态环境的污染和人民的损失。重金属污染是环境污染事故中一类比较严重的污染事故，目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。因此，如何建立先进的重金属污染应急监测预警体系，完善重金属污染事故应急预案，做好应急监测的准备，提高应急处置能力是及时有效处理突发性重金属环境污染事故的首要环节。目前对大气气溶胶中重金属元素的分析多用离线采样分析技术，但由于重金属元素在气溶胶中含量较少，因此需要采集时间足够长，这样才能获得足够的样品分析，而获得数据时间分辨率低，通常为每24小时得到一个质量浓度数据。且由于离线方法采样时间长，气溶胶样品在采集、贮存和运输过程中可能发生如挥发、结晶、气-粒转化等反应。另外重金属的检测多需要经过预处理过程，这些过程都会造分析的误差。而少见的单颗粒分析技术Micro-PIXE Spectrum研究都只局限于少量的颗粒物(〈100),因此不能给出很好的统计学结果。并且由于Micro-PIXE Spectrum受到光束尺寸的限制,它无法得到亚微米级颗粒物的信息。因此，需要提供一种重金属污染源应急监测且检测精度高的检测方法和装置。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种不仅能实时监测重金属元素而且监测精度高的基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法。本专利技术的另一目的是提供一种基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测装置。本专利技术所采用的技术方案是:基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法，该方法步骤包括: A、将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，并且垂直引入采样管，所述采样管的一端与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接； B、利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对两个地区中的大气气溶胶样品进行实时在线连续采集； C、运用单颗粒气溶胶质谱仪中的数据采集模块和数据分析模块进而分别分析两个地区的大气气溶胶样品中含铅颗粒物的污染程度、粒径分布、质谱特征以及可能性来源。进一步，所述步骤A,其具体为，将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，利用内径为I厘米的铜管作为采样管，并且将其垂直引入，所述采样管的一端端口利用导电硅胶管与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接，同时采样管的一端端口以70?110ml/min的流速将大气气溶胶样品引入单颗粒气溶胶质谱仪的进样口。进一步，所述步骤B，其具体为， 利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对距离排放源2.2KM的位置以及距离排放源9.4KM的位置，这两个地区中的大气气溶胶样品进行24小时在线连续采集。进一步，所述步骤C中所述的数据分析模块，其采用的数据分析时间分辨率为I小时。本专利技术所采用的另一技术方案是:基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测装置，其包括单颗粒气溶胶质谱仪、气溶胶中和器和硅胶扩散干燥器，所述的单颗粒气溶胶质谱仪的输入端分别与气溶胶中和器的输出端和硅胶扩散干燥器的输出端进行连接。进一步，所述单颗粒气溶胶质谱仪包括进样模块，所述进样模块的输出端依次连接有粒径测量模块、电离源模块、质量分析器模块、数据采集模块以及数据分析模块；所述进样模块的输入端分别与气溶胶中和器的输出端和硅胶扩散干燥器的输出端进行连接。本专利技术的有益效果是:本专利技术的方法不仅能对颗粒物的粒径和成分进行同时分析，减少测试的时间，而且能对颗粒物进行实时在线监测，因此获得的数据更加真实和可靠，另外利用单颗粒气溶胶质谱仪实现重金属污染的应急监测，这样能够得到更为全面的数据，进而达到精确全面的监测效果。本专利技术的另一有益效果是:本专利技术的装置可实现实时和在线采集，从而能更加真实地反应空气中颗粒物的污染情况，并且能实现对大量数据进行采集以及分析，进而得到更为全面以及准确的数据统计结果。【附图说明】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步说明: 图1是本专利技术基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法的步骤流程图； 图2是本专利技术基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测装置的结构方框图； 图3是本专利技术采集的含铅颗粒物随时间变化的第一序列图； 图4是本专利技术采集的含铅颗粒物随时间变化的第二序列图； 图5是本专利技术采集的含铅颗粒物的第一平均质谱图； 图6是本专利技术采集的含铅颗粒物的第二平均质谱图； 图7是本专利技术采集的含铅颗粒物的第一粒径分布情况图； 图8是本专利技术采集的含铅颗粒物的第二粒径分布情况图。【具体实施方式】由图1所示，基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法，该方法步骤包括: A、将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，并且垂直引入采样管，所述采样管的一端与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接； B、利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对两个地区中的大气气溶胶样品进行实时在线连续采集； C、运用单颗粒气溶胶质谱仪中的数据采集模块和数据分析模块进而分别分析两个地区的大气气溶胶样品中含铅颗粒物的污染程度、粒径分布、质谱特征以及可能性来源。进一步作为优选的实施方式，所述步骤A，其具体为， 将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，利用内径为I厘米的铜管作为采样管，并且将其垂直引入，所述采样管的一端端口利用导电硅胶管与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接，同时采样管的一端端口以70?110ml/min的流速将大气气溶胶样品引入单颗粒气溶胶质谱仪的进样口。进一步作为优选的实施方式，所述步骤B，其具体为， 利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对距离排放源2.2KM的位置以及距离排放源9.4KM的位置，这两个地区中的大气气溶胶样品进行24小时在线连续采集，而每个地区需连续监测三天。进一步作为优选的实施方式，所述步骤C中所述的数据分析模块，其采用的数据分析时间分辨率为I小时。而数据分析模块的分析对象为大气气溶胶样品中的含铅颗粒物。由图2所述，基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测装置，其包括单颗粒气溶胶质谱仪、气溶胶中和器和硅胶扩散干燥器，所述的单颗粒气溶胶质谱仪的输入端分别与气溶胶中和器的输出端和硅胶扩散干燥器的输出端进行连接。进一步作为优选的实施方式，所述单颗粒气溶胶质谱仪包括进样模块，所述进样模块的输出端依次连接有粒径测量模块、电离源模块、质量分析器模块、数据采集模块以及数据分析模块；所述进样模块的输入端分别与气溶胶中和器的输出端和硅胶扩散干燥器的输出端进行连接。而每一个模块的功能为:所述的进样模块用于实时采集颗粒物；粒径测量模块用于测量颗粒粒径；电离源模块用于将颗粒物电离成正负离子；质量分析器模块用于对正负离子进行同时检测；数据采集模块用于数据的采集、记录和保存；数据分析模块用于对颗粒物粒径数、浓度实时变化谱图等进行分析。而采用上述的方法及装置进行连续实时重金属污染监测后，得出的结果由图3和图4所示，它们分别显示了不同时间所采集的含铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法，其特征在于：该方法步骤包括：A、将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，并且垂直引入采样管，所述采样管的一端与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接；B、利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对两个地区中的大气气溶胶样品进行实时在线连续采集；C、运用单颗粒气溶胶质谱仪中的数据采集模块和数据分析模块进而分别分析两个地区的大气气溶胶样品中含铅颗粒物的污染程度、粒径分布、质谱特征以及可能性来源。

【技术特征摘要】
1.基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法，其特征在于:该方法步骤包括: A、将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，并且垂直引入采样管，所述采样管的一端与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接； B、利用单颗粒气溶胶质谱仪中的进样模块对两个地区中的大气气溶胶样品进行实时在线连续采集； C、运用单颗粒气溶胶质谱仪中的数据采集模块和数据分析模块进而分别分析两个地区的大气气溶胶样品中含铅颗粒物的污染程度、粒径分布、质谱特征以及可能性来源。2.根据权利要求1所述的基于单颗粒气溶胶的重金属污染应急监测方法，其特征在于:所述步骤A，其具体为， 将单颗粒气溶胶质谱仪安装在应急监测车上，利用内径为I厘米的铜管作为采样管，并且将其垂直引入，所述采样管的一端端口利用导电硅胶管与单颗粒气溶胶质谱仪的进样口连接，同时采样管的一端端口以70?110ml/min的流速将大气气溶胶样品引入单颗粒气溶胶质谱仪的进样口。3.根据权利要求1所述的基于单颗粒气溶胶的重金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕新慧，傅家谟，盛国英，李梅，黄正旭，李磊，周振，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：