[发明专利]含碳气溶胶的检测方法

说明书

本发明提供了含碳气溶胶的检测方法，所述含碳气溶胶的检测方法包括以下步骤：(A1)第一测量光入射到滤膜，滤膜富集有元素碳和有机碳，元素碳对第一测量光具有吸收，对棕碳无吸收，获得对应元素碳的第一吸收系数；第二测量光入射到所述滤膜，元素碳和棕碳对所述第二测量光具有吸收，获得对应元素碳和棕碳的第二吸收系数；(A2)根据所述第一吸收系数和第二吸收系数获得棕碳对第二测量光的第三吸收系数；(A3)根据所述第三吸收系数获得采样周期结束时棕碳对第二测量光的衰减系数；(A4)根据所述衰减系数获得滤膜采样周期内棕碳对第二测量光的光强衰减值；(A5)正常检测中，根据所述光强衰减值校正第二测量光的初始光强，当透射光恢复到校正后的初始光强时，为有机碳和元素碳的分割点。本发明具有检测准确等优点。

技术领域

本发明涉及大气检测，特别涉及含碳气溶胶的检测方法。

背景技术

含碳气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分，对全球气候变化、辐射强迫、能见度、环境质量、人类健康等会产生重要影响。气溶胶中的碳成分主要包含有机碳(organiccaibon,OC)和元素碳(elemental carbon，EC)。

目前，测量OC、EC最常用的分析方法是热光分析法，来进行有机碳和元素碳的精确测量和分割，其主要原理是：将采集样品的石英滤膜在纯氦气(He)环境中逐级升温，致使OC被加热挥发逸出(该过程中会有部分OC被碳化，产生裂解碳)；此后样品在氦气/氧气混合气(He/O2)环境中逐级升温，该过程中EC被氧化分解并逸出。这两个步骤中所逸出的产物都经催化氧化炉转化生成的CO2，再由非分散红外检测器(NDIR)定量检测。整个过程中都有一束激光照在石英滤膜上，这样在OC碳化时该激光的透射光(或反射光)的强度会逐渐减弱，而在He切换成He/O2，同时加温，随着裂解碳和EC的氧化分解，该激光的透射/反射光强会逐渐增强。当透射/反射光的强度恢复到初始强度时，这一时刻被称为OC和EC的分割点，即该时刻之前检测到的碳量就定义为OC，而其后检测到的碳量为EC。

热光分析法是目前较为成熟的一种进行有机碳和元素碳的精确定量和分割的方法，但仍存在一些不足：检测获得的含量与实际间仍然存在较大的偏差，且原因不明。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种检测准确的含碳气溶胶的检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

含碳气溶胶的检测方法，所述含碳气溶胶的检测方法包括以下步骤：

(A1)第一测量光入射到滤膜，滤膜富集有元素碳和有机碳，元素碳对第一测量光具有吸收，棕碳无吸收，通过分析第一测量光和元素碳相互作用下的光获得对应元素碳的第一吸收系数；

第二测量光入射到滤膜，滤膜富集有元素碳和有机碳，元素碳和棕碳对所述第二测量光具有吸收，通过分析第二测量光和元素碳及棕碳相互作用下的光获得对应元素碳和棕碳的第二吸收系数；

(A2)根据所述第一吸收系数和第二吸收系数获得棕碳对第二测量光的第三吸收系数；

(A3)根据所述第三吸收系数获得采样周期结束时棕碳对第二测量光的衰减系数；

(A4)根据所述衰减系数获得滤膜采样周期内棕碳对第二测量光的光强衰减值；

(A5)正常检测中，根据所述光强衰减值校正第二测量光的初始光强，当透射光恢复到校正后的初始光强时，为有机碳和元素碳的分割点。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

申请人通过理论分析和实验验证发现：有机碳(OC)并不是公认的对光透明性，而是包含一种吸光性的有机物：棕碳，其在紫外波段到可见光波段具有一定的吸光性。鉴于此，申请人提出了本专利申请的解决方案，并达到如下效果：