[实用新型]一种大气气溶胶在线监测系统

说明书

本实用新型公开的一种大气气溶胶在线监测系统，属于环境监测技术领域。包括通过连接管路依次连接的PM_2.5切割头、干燥装置、空气样品液化器、EEM同步吸收‑三维荧光光谱仪、进样泵、集样品装置、总有机碳测试仪；EEM同步吸收‑三维荧光光谱仪、进样泵和总有机碳测试仪连接有数据处理系统，总有机碳测试仪连接有继电器，空气样品液化器和集样品装置通过连接管路连接有纯水储存装置使采集到的实时大气样品的更加丰富，为更多环境因素的解释做出了指导性的数据贡献，也为发色团之间的转化关系等给出了较完备的数据支撑，可以更好地解释大气环境下的多种问题，为监测与观测作出更丰富的解释。

技术领域

本实用新型属于环境监测技术领域，具体涉及一种大气气溶胶在线监测系统。

背景技术

随着大气中PM_2.5颗粒物的增多，其造成的污染也日趋加重，最显著的环境影响是雾霾天气的频繁发生，这会导致能见度的下降。考虑到PM_2.5携带的组分种类和含量还会随着季节、特殊天气(如降雨、沙尘)或偶然事件等发生变化，研究的必要性就尤为突出。在PM_2.5中，有荧光性的组分通常都很具有鉴定的必要：一则他们具有吸光性，会在不同程度上温室效应等环境问题有一定的诱导因素；二则某些发色团物质具有毒性(如PAHs)，而这类物质的标准谱图有荧光的发色团出现，这类物质对环境会有所危害，且它们的荧光特性可能对环境存在着一定影响，在实际PM_2.5样品的发色团中有类似的PAHs的荧光物质的出现，因此对它是否会对人体造成危害，具有很高的研究价值。

现有的技术中光学法是当前应用最为广泛的方法，其中利用离线滤膜-溶剂提取-连续光谱分析方法测量的吸收光谱范围较在线测量宽，能减少单一波长的局限性，提供更能代表棕色碳吸光特性的波段(小于400nm)而被较多采用，基本原理如下：利用水或甲醇等溶剂提取颗粒物中可溶性组分，借助宽波段(如 UV-Vis)光谱仪测量光通过提取液后的光衰减(attenuation，ATN)。

而目前对在线监测气溶胶中棕碳(Brown Carbon，BrC)发色团的变化的技术还未有涉及，现有的技术手段下在线多以测试其吸光度为主。BrC是呈黄色或黄棕色的有机物质，在近紫外(300-400nm)和部分短波可见光区均可吸光。之所以BrC在近紫外光区有强吸光能力是因为BrC内部分子存在发色团、共轭体系或芳香体系；之所以BrC在部分短波可见光区有吸光能力是因为BrC 部分共轭键键能较低，例如多环芳烃在部分短波可见光区同样具有吸光能力。而吸光度的测试有一定的局限性，炭黑、尘埃和矿物颗粒也会吸收大气中的光，因此还应该对矿物尘埃进行进一步的研究，以更好地解决这些气溶胶的光学特性，以及它们在与有机气溶胶混合状态下对辐射强迫的贡献。而BrC的荧光特性较为显著，且荧光技术已经广泛的应用于分析溶解性有机质、海洋和陆地的类腐殖质化合物及生物气溶胶中，且荧光技术具有的灵敏性和独特性是选择它的又一重要原因。激发发射矩阵(EEM)荧光技术——在沿海环境中被广泛用于区分外来的和本地的水溶性有机物(OM)资源。Kieber等利用EEM光谱识别除了雨水中的棕碳在光照条件下发生了明显的漂白反应，并发现长波段激发发色团被分解为短波长激发、长/短波长发射两类发色团，这就表现出EEM法可以动态的反应出发色团类型转换过程。目前虽然已经有很多研究用EEM法来探索大气化学反应的过程，由于荧光化合物往往具有相同特性，在棕碳气溶胶中发现的化合物具有高度共轭，荧光法虽然不像吸收光谱法那样直接对棕碳进行分类，但其具有较高的检测的灵敏度。且大气气溶胶发色团的相似性，未能系统区分，在此基础上对气溶胶中的荧光物质发色团的示踪就尤为重要，EEM法在大气领域应用的拓展对更好的示踪气溶胶中荧光物质的发色团。

而目前更多的应用在离线手段上，离线手段的样品量的多少，成为其中表征的一大关键，但是离线样品的采集较为单一，获得的数量也不占据优势，无法辨别一些特殊天气情况下随着时间的推移以及天气状况的改变得到的发色团信息，也就无法知道其中大气化学反应出现的不同。

发明内容