[发明专利]一种大气重金属颗粒物实时在线监测和源解析联用的方法

说明书

本发明公开了一种大气重金属颗粒在线监测和源解析联用的方法，属于对大气重金属颗粒进行在线定量和溯源的技术领域。将气溶胶质谱仪与X射线荧光光谱仪结合使用，同时从定性与定量的角度，快速分析待测点位大气重金属颗粒物的含量、时间变化趋势、化学组成、混合状态等，并在X射线荧光仪中融入重金属颗粒质量浓度设限系统，一旦有重金属颗粒质量浓度超标，即可通过信息传导系统使气溶胶质谱仪即刻接收到超标重金属的信息，气溶胶质谱仪接收到重金属超标信号后，即刻启动在线溯源系统，能更快更省力地在线解析待测点位大气中超标重金属的来源情况，具有重要的意义和良好的产业化应用前景。

技术领域

本发明涉及对大气重金属进行在线定量和溯源的技术领域，特别涉及一种大气重金属颗粒物实时在线监测和源解析联用的方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和工业化、城市化进程的加速，含有重金属的污染物通过各种途径进入环境大气。大气重金属污染成为困扰世界环境与发展的严重环境污染之一，其主要污染源来自化石燃料燃烧、金属冶炼、机械加工、采矿、印染、农药和刹车磨损等。对铅、汞、镉、铬、铜等多种危害极大的重金属及类金属进行全面的监测，对于直接判断环境空气对人体健康的危害、评价城市大气环境质量、制定防治对策具有重要的现实意义。

当前对大气重金属污染的主流分析方法是实验室取样分析，如电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、中子活化分析法、火花源质谱法等，这些分析方法都需要先进行取样、制样、化验等一系列过程，往往需要数小时甚至数天才能获得检测结果，这种间隔采样的方法只能反映一些很短时间段的大气中重金属颗粒的含量，而且采样和处理会使其偏离实际样品状况而产生检测误差。因此传统源解析方法具有采样程序繁琐、分析成分高、时间分辨率低等问题，此外，由于获取的数据量有限，传统方法在应用范围有一定的局限性。随着人们对环境质量越来越重视，实时快速在线监测大气中重金属的技术和方法就成了新的趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大气重金属颗粒在线监测和源解析联用的方法，本发明提供的方法不仅能更快更省力地获取一定时间段内重金属超标信息，同时可以在线解析大气中超标重金属的来源情况，具有重要的意义和良好的产业化应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种大气重金属颗粒在线监测和源解析联用的方法，包括以下步骤：

(1)根据目标点位大气重金属的排放情况和组成特征，确定目标点位大气重金属典型排放源类型；对目标点位大气重金属典型排放源进行采样，将所得样品使用气溶胶质谱分析，得到目标点位重金属典型排放源中每种重金属颗粒的粒径分布和质谱信息；建立包括每种重金属颗粒粒径分布和质谱信息的目标点位大气重金属典型排放源的源谱库；

(2)采用气溶胶质谱仪对待测点位大气进行在线监测，得到待测点位大气中各颗粒的数浓度、混合状态、粒径分布和质谱特征；气溶胶质谱仪基于各颗粒的在线监测数据，基于ART-2a法，将待测点位大气中的颗粒分为n类；再基于元素示踪法，将n类颗粒的具体类型进行确认，得到n类颗粒的具体类别；

(3)同步采用X射线荧光光谱仪测定待测点位大气中各重金属颗粒的质量浓度；在X射线荧光光谱仪上设定各重金属颗粒的质量浓度排放限值，当X射线荧光光谱仪检测到某种重金属颗粒的质量浓度超过排放限值时，即将该重金属颗粒的信息传递给气溶胶质谱仪；

(4)气溶胶质谱仪基于X射线荧光光谱仪传递过来的信息与n类颗粒的具体类别匹配，并视为目标溯源物；基于气溶胶质谱仪所得的目标溯源物的在线监测数据和源谱库，采用相似度算法，得出待测点位大气中目标溯源物的来源解析结果。

优选地，所述重金属颗粒的质谱信息包括特征离子的信号强度、特征离子信号强度之间的比值。