[发明专利]大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量装置和方法

说明书

本发明属于环境分析和大气采集技术领域，尤其涉及一种大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量装置和方法。装置包括设有进气口和出气口的气溶胶流动管反应器、包括颗粒物过滤气路、颗粒物直通气路和多通阀的采样管路装置、用于测量气溶胶流动管反应器内停留时间的惰性气体的脉冲反应停留时间测定装置、用于获得固定浓度的活性气体通入气溶胶流动管反应器的活性气体配备装置、用于测量经出气口排出的气体和颗粒物的浓度的气体及颗粒物测量装置和电性连接并控制采样管路装置、脉冲反应停留时间测定装置、活性气体配备装置和气体及颗粒物测量装置的控制装置。本发明可以测量实际大气中不同活性气态污染物在实际大气颗粒物上的非均相反应活性。

技术领域

本发明属于环境分析和大气采集技术领域，尤其涉及一种大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量装置和方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市化和工业化进程的加速，灰霾事件频发，大气环境及空气质量面临着前所未有的压力。大气雾霾污染频繁的发生，严重影响了人们的日常生活和身体健康。目前雾霾污染形成的主要原因来自于人为源污染物在大气中经过二次化学转化形成的细颗粒物。二次细颗粒物的生成过程非常复杂，既有气相氧化反应产物从气相向颗粒相凝聚，也有低挥发性产物的凝结导致的新粒子生成。最近研究发现，在重污染条件下大气颗粒物上的多相/非均反应对气体污染物的转化和二次颗粒物的生成都有重要的作用。然而由于大气非均相反应非常复杂，目前对这一类反应及其在灰霾形成中的作用机制了解非常有限。

因此，亟需进一步开展更多的针对性实验和系统研究，从而为大气污染治理和空气质量改善提供科学支撑。

早期对于活性气态污染物的非均相反应研究大都在实验室内开展，在反应器或烟雾箱中利用单一成分或者简单混合颗粒物进行模拟实验，以便于控制实验条件和反应物及产物的测量。最近研究发现利用实验室内模拟研究测量获取的非均相摄取系数及相关产物产率与实际大气中观测结果有较大差异，无法解释实际大气中所观测到的现象，表明实际大气环境下颗粒物更为复杂，在实际大气颗粒物上的非均相反应与实验室简单模拟存在较大差异。而现有的空气质量模式缺乏合理反应真实大气环境的气相非均相反应摄取系数和产物产率的参数化方案，很大程度上制约了大气模式在空气质量预测和模拟的准确性，不利于大气污染的预防预测和进一步治理。因此对真实大气环境中大气颗粒物上的非均相反应过程进行直接测量和研究，就非常必要。然而现有技术中，还没有专门针对真实大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量的装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量装置和方法，旨在解决现有技术中的无法针对真实大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大气环境中气态污染物的非均相反应活性测量装置，包括：

气溶胶流动管反应器，所述气溶胶流动管反应器的两端分别开设有进气口和出气口；

采样管路装置，包括颗粒物过滤气路和颗粒物直通气路，所述颗粒物过滤气路和所述颗粒物直通气路均通过多通阀与所述进气口连接并可控制切换；

脉冲反应停留时间测定装置，与所述进气口连接并用于测量所述气溶胶流动管反应器内停留时间的惰性气体；

活性气体配备装置，与所述进气口连接并用于获得固定浓度的活性气体通入所述气溶胶流动管反应器；

气体及颗粒物测量装置，与所述出气口连接并用于测量经所述出气口排出的气体和颗粒物的浓度；

控制装置，电性连接并控制所述采样管路装置、所述脉冲反应停留时间测定装置、所述活性气体配备装置和所述气体及颗粒物测量装置。

优选地，所述采样管路装置还包括颗粒物干燥/加湿气路，所述颗粒物干燥/加湿气路通过所述多通阀与所述进气口连接并可控制切换。