本發(fā)明涉及一種大氣溶膠產(chǎn)量的測定裝置及其測量方法，特別涉及一種測定二次有機(jī)氣溶膠產(chǎn)量的密閉裝置及其測量方法。
技術(shù)背景
二次有機(jī)氣溶膠(Secondary organic aerosols,SOA)是大氣粉塵(PM2.5、PM10)的主要組成部分，由于其強(qiáng)烈的輻射效應(yīng)及對環(huán)境、氣候和人體健康的影響，正日益受到人們的關(guān)注。通過氧化和光氧化生物源和人為源排放的揮發(fā)性有機(jī)物而產(chǎn)生的二次有機(jī)氣溶膠是全球大氣氣溶膠的主要貢獻(xiàn)者。自1985年McMurry和Grosjean首次系統(tǒng)地研究了有機(jī)物在特氟龍環(huán)境室中的損失以來，越來越多的研究人員報道了有機(jī)化合物的氣壁平衡(GWP)的現(xiàn)象對測定SOA產(chǎn)量的重要作用。然而氣壁分布常數(shù)(τGWE)、環(huán)境室壁上有機(jī)物的濃度(Cw)以及SOA產(chǎn)量的相互關(guān)系存在爭議。二次有機(jī)氣溶膠的化學(xué)復(fù)雜性和不穩(wěn)定特性特別需要實(shí)時在線的儀器分析技術(shù)來鑒定相關(guān)的化學(xué)性質(zhì),這樣可以避免樣品分析中的樣品采樣、收集、儲存、運(yùn)輸以及準(zhǔn)備措施等諸多中間過程中所帶來的雜質(zhì)和誤差，SOA產(chǎn)量的測定通常需要一個密閉的用于氣溶膠發(fā)生擴(kuò)散的環(huán)境室，既避免對周圍環(huán)境造成污染，又可以保持氣溶膠分布的均勻性，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境不受干擾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種測定二次有機(jī)氣溶膠產(chǎn)量的密閉裝置，密閉裝置為的聚四氟乙烯環(huán)境室，環(huán)境室的兩端各設(shè)有一個紫外燈和一個聚四氟乙烯材質(zhì)的風(fēng)扇，環(huán)境室壁上的進(jìn)樣口閥門連接一個球形玻璃泡并與進(jìn)樣口連接，另一側(cè)壁上為一個采樣口及采樣口閥門；聚四氟乙烯環(huán)境室體積為1m3，球形玻璃泡體積為30cm3。
為便于操作和觀察，聚四氟環(huán)境室裝有溫濕度傳感器，裝有加濕器開關(guān)、風(fēng)扇及紫外燈開關(guān)。
進(jìn)樣口閥門與采樣口閥門與聚四氟乙烯環(huán)境室連接處裝有玻璃棉。
本發(fā)明還提供了一種測定二次有機(jī)氣溶膠產(chǎn)量的密封裝置的使用方法，密閉的聚四氟乙烯環(huán)境室內(nèi)部用空氣發(fā)生器充入干燥的潔凈空氣，將有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液定量注入進(jìn)樣口，利用氮?dú)獯祾叩姆绞綄⒂袡C(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液在玻璃泡中吹掃揮發(fā)完成后打開進(jìn)樣口閥門進(jìn)入環(huán)境室，有機(jī)物進(jìn)入環(huán)境室后，關(guān)閉進(jìn)樣口閥門；啟動風(fēng)扇，待進(jìn)入環(huán)境室的有機(jī)物分布平衡后，打開紫外燈，環(huán)境室內(nèi)產(chǎn)生的二次有機(jī)氣溶膠用Tenax TA固相吸附管進(jìn)行收集，再用熱解析裝置進(jìn)行脫附進(jìn)入到氣質(zhì)聯(lián)用儀中進(jìn)行測定。
優(yōu)選的有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液為正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、月桂醇或一氧化氮的二氯甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1000ppm，不開紫外燈時，聚四氟乙烯環(huán)境室內(nèi)的溫度控制在22～26℃，用微量注射器取1μL注入進(jìn)樣口，用40ml/min的氮?dú)獯祾?分鐘，待吹掃完成后，打開進(jìn)樣口閥門，使有機(jī)物進(jìn)入到環(huán)境室內(nèi)后關(guān)閉進(jìn)樣口閥門后，啟動風(fēng)扇20秒，5分鐘后將紫外燈開至最大功率，持續(xù)10秒來激發(fā)羥基自由基的生成及接下來的SOA生成反應(yīng)，樣品的采集分別在30、90和150分鐘后進(jìn)行，采樣口外接長度為10cm的Tenax TA固相吸附管和真空泵，以250cm3/min的流量采樣10分鐘。
本發(fā)明提供的測定二次有機(jī)氣溶膠(SOA)發(fā)生擴(kuò)散衰退的聚四氟乙烯密閉環(huán)境室，在此環(huán)境室中，半揮發(fā)和難揮發(fā)有機(jī)含氧化合物(飽和濃度小于100μg/m3)的二次氣溶膠由光化學(xué)激發(fā)產(chǎn)生，通過測量其氣壁分布平衡常數(shù)(τGWE)，從而檢測SOA的產(chǎn)量，排除以往研究試驗(yàn)中的諸多不確定因素，避免對周圍環(huán)境造成污染，又可以保持氣溶膠分布的均勻性，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境不受干擾。同時結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀(GCMS)，可準(zhǔn)確測量出環(huán)境室中SOA的產(chǎn)量，上述環(huán)境室中產(chǎn)生的SOA經(jīng)由三維計算機(jī)模型參數(shù)化處理，可得出空氣質(zhì)量和氣候條件對環(huán)境中SOA產(chǎn)量的影響。
附圖說明
圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖中：1-進(jìn)樣口 2-氮?dú)?3-玻璃泡 4-閥門 5-玻璃棉 6-紫外燈 7-溫濕度傳感器 8-加濕器開關(guān) 9-風(fēng)扇開關(guān) 10-紫外燈開關(guān) 11-風(fēng)扇 12-聚四氟乙烯環(huán)境室 13-采樣口
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明
聚四氟乙烯環(huán)境室環(huán)境室13的兩端各設(shè)有一個紫外燈6和一個聚四氟乙烯材質(zhì)的風(fēng)扇11，環(huán)境室壁上的進(jìn)樣口閥門4連接一個球形玻璃泡3并與進(jìn)樣口1連接，另一側(cè)壁上為一個采樣口13及采樣口閥門4；聚四氟乙烯環(huán)境室體13積為1m3，球形玻璃泡3體積為30cm3。
為便于操作和觀察，聚四氟環(huán)境室裝有溫濕度傳感器7，裝有加濕器開關(guān)8、風(fēng)扇9及紫外燈開關(guān)10。
進(jìn)樣口閥門4與采樣口閥門4與聚四氟乙烯環(huán)境室13連接處裝有玻璃棉5。
本發(fā)明還提供了一種測定二次有機(jī)氣溶膠產(chǎn)量的密封裝置的使用方法，密閉的聚四氟乙烯環(huán)境室13內(nèi)部用空氣發(fā)生器充入干燥的潔凈空氣，將有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液定量注入進(jìn)樣口1，利用氮?dú)獯祾叩姆绞綄⒂袡C(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液在玻璃泡3中吹掃揮發(fā)完成后打開進(jìn)樣口閥門4進(jìn)入環(huán)境室13，有機(jī)物進(jìn)入環(huán)境室13后，關(guān)閉進(jìn)樣口閥門4；啟動風(fēng)扇7，待進(jìn)入環(huán)境室的有機(jī)物分布平衡后，打開紫外燈6，環(huán)境室內(nèi)產(chǎn)生的二次有機(jī)氣溶膠用Tenax TA固相吸附管進(jìn)行收集，再用熱解析裝置進(jìn)行脫附進(jìn)入到氣質(zhì)聯(lián)用儀中進(jìn)行測定。
優(yōu)選的有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液為正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、月桂醇或一氧化氮的二氯甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1000ppm，不開紫外燈時，聚四氟乙烯環(huán)境室內(nèi)的溫度控制在22～26℃，用微量注射器取1μL注入進(jìn)樣口，用40ml/min的氮?dú)獯祾?分鐘，待吹掃完成后，打開進(jìn)樣口閥門，使有機(jī)物進(jìn)入到環(huán)境室內(nèi)后關(guān)閉進(jìn)樣口閥門后，啟動風(fēng)扇20秒，5分鐘后將紫外燈開至最大功率，持續(xù)10秒來激發(fā)羥基自由基的生成及接下來的SOA生成反應(yīng)，樣品的采集分別在30、90和150分鐘后進(jìn)行，采樣口外接長度為10cm的Tenax TA固相吸附管和真空泵，以250cm3/min的流量采樣10分鐘。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。