[发明专利]大气颗粒物中硫酸盐的测定装置及其测定方法

说明书

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及大气颗粒物中硫酸盐的测定 装置及其测定方法。

背景技术

空气是人类赖以生存的物质基础之一，空气污染不但对大气能见度和 自然环境产生恶劣影响，而且威胁人体健康，近年来我国空气污染形势异 常严峻，细颗粒物(PM_2.5)已成为许多城市的首要污染物，细颗粒物的组成 较复杂，含有重金属、无机碳、有机碳、硫酸盐、硝酸盐和铵盐等多种物 质，其中硫酸盐、硝酸盐和铵盐在细颗粒物中的质量比达到了25-30％以上， 当细颗粒物浓度高于70μg/m³时，三者所占比例之和大于70％，是颗粒物 浓度升高的主要因素。细颗粒物中的硫酸盐在很大程度上是由大气化学反 应形成的，SO₂可以和空气中的NH₃反应，生成硫酸铵或硫酸氢铵，二者还 可以发生分解重新生成SO₂和NH₃。监测细颗粒物中硫酸盐的含量对于解析 细颗粒物来源和理解其生成机理具有非常重要的意义。

现有技术中主要采用色谱分析仪进行大气颗粒物中成分的测定，该设 备不仅成本较高，而且对操作环境及操作人员的技术要求较高，不利于在 该领域推广实施。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种大气颗粒物中 硫酸盐的测定装置及测定方法，该测定设备成本低，操作环境及对操作人 员的技术要求低，便于使用及推广。

本发明可以通过以下技术方案来实现：一种大气颗粒物中硫酸盐的测 定装置，关键是：包括主管路以及设置在主管路上的颗粒物切割器、三通、 借助三通并联设置的测定系统和稳定系统，

所述的测定系统包括依次并联设置的两条支路、与支路出口依次连接 的硫酸盐转化炉、第三粒子过滤器、流量传感器和SO₂检测器，并联的两条 支路两端分别设置有第一三通阀门和第二三通阀门，其中一条支路设置有 第二粒子过滤器，另一条支路设置有通风管；

所述的稳定系统包括依次设置的流量计和真空泵；

测定系统还包括控制单元，流量计、真空泵、第一三通阀门、第二三 通阀门、流量传感器和SO₂检测器分别与控制单元连接。

所述颗粒物切割器与三通之间设置有干扰气体滤除装置，在稳定系统 支路设置有第一粒子过滤器。

所述的颗粒物切割器为空气动力学颗粒物切割器，用于切割PM₁至PM₁₀之间的颗粒，干扰气体滤除装置为环形溶蚀器。

所述的环形溶蚀器采用2％-4％的Na₂CO₃溶液进行镀层处理。

所述的第一三通阀门和第二三通阀门为电磁阀。

所述SO₂检测器为紫外荧光法SO₂检测器。

所述硫酸盐转化炉的结构包括桥型结构的转化炉保温棉、电阻丝、螺 旋状的炉管和热电偶，两个转化炉保温棉对称设置组成外方内圆的中空柱 体结构，电阻丝纵向分布在转化炉保温棉的内表层，炉管设置在转化炉保 温棉的中空区域，炉管内设置有催化剂，热电偶设置在炉管的中心位置。

所述的催化剂为不锈钢，催化温度为900-1000℃。

使用一种大气颗粒物中硫酸盐的测定装置的测定方法，具体步骤如下：

a、空气样品的制备

待测空气经颗粒物切割器处理后，得到空气样品；

b、检测气态硫化物和颗粒态硫酸盐的浓度

第一三通阀门的a1端口、c1端口开启，b1端口关闭，第二三通阀门 的a2端口、c2端口开启，b2端口关闭，通过SO₂检测器将空气样品进行抽 取，含有细颗粒物的空气样品途经通风管进入硫酸盐转化炉，第三粒子过 滤器滤除空气样品中剩余的颗粒物，流量传感器记录空气流量Q₁，最后进 入SO₂检测器，测得气态硫化物和颗粒态硫酸盐的浓度；

c、检测气态硫化物的浓度