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大气重金属在线监测解决计划

宣布日期：2016/7/1 7:45:16 点击次数：70379

随着人们的环保熟悉一直加深，人们已经不再知足于仅仅知道PM2.5的浓度，而是希望对PM2.5中所含有种种有毒物质有深入的相识。重金属污染物（也包括As等类重金属）作为人们耳熟能详的有毒污染物，PM2.5重金属的危害性有目共睹。因此，增强PM2.5中重金属元素的监测是必由之路。

1. 大气重金属在线剖析仪EHM-X200简介

EHM-X200大气重金属在线剖析仪是尊龙凯时中国站仪器全球首创的双功效全自动在线剖析仪器。它立异地将手艺——X射线荧光（XRF）无损检测手艺、β射线吸收检测手艺与空气颗粒物自动富集手艺团结，不但可以监测空气颗粒物质量浓度, 还可以同时对颗粒物中元素因素举行定量剖析。该仪用具有pg/m3 量级的检出限，处于天下先进水平，普遍应用于空气质量监测、污染溯源及源剖析、情形评价等领域。

图1 尊龙凯时中国站仪器EHM-X200大气重金属在线剖析仪图片（从左到右划分为仪器主机、站房机柜上的仪器和车载仪器）

1.1 丈量原理

仪器以恒定的工况流量将空气吸入颗粒物切割器中，以PM2.5为例，动力学直径在2.5um周围及以下的颗粒污染物进入到仪器的富集系统中。经由一段时间的富集后，富集系统自动切换成β射线剖析系统，使用β射线的衰减与颗粒物的质量浓度成指数的关系，对颗粒物的质量浓度举行剖析。然后卷膜系统地将富集有空气颗粒物的滤纸移动到X射线荧光剖析系统，划分使用X射线荧光的能量和强度对颗粒物中的元素因素举行定性和定量的剖析。

图2 尊龙凯时中国站仪器 EHM-X200大气重金属监测示意图

X射线荧光光谱手艺（XRF）的原理见图3所示，可以直接检测固体或液体样品中ppm量级的元素因素。接纳富集后再检测的步伐，使得XRF手艺对空气颗粒物中的重金属因素的检测限优于0.001ug/m3。而通例实验室的检测手艺，由于预处置惩罚消解历程中需要将微克量级的样品消融到几十克的液体中，而使得浓度被稀释百万倍，从而大都仪器（譬如ICP-AES、或原子吸收光谱仪）无法检出元素含量低于10ug/m3量级的空气颗粒物样品。

图3 X射线荧光光谱手艺原理图

1.2 性能特点

（1）空气颗粒物浓度、大气重金属浓度一体式协同丈量，为污染溯源及源剖析提供更精准数据；
（2）TSP、PM10、PM2.5三种切割器可供用户选择，应用于差别的情形评价场合；
（3）铅、镉、砷等30多种重金属含量丈量，检出限在pg/m3量级；
（4）从光管、探测器、数字多道剖析器（DCMA）到整机，数十项XRF焦点手艺发明；
（5）具有手艺证书和测试报告，仪器的可靠性、准确性获得充分验证。

1.3 手艺参数

以下列出了大气重金属在线剖析仪的一些主要手艺参数（表1）。

表1 尊龙凯时中国站仪器 EHM-X200大气重金属监测仪手艺参数
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2. 大气重金属在线监测能给我们带来什么？

2.1 实时获知大气颗粒物有害金属浓度，确保公众知情权

正如十年前我们熟悉中的大气颗粒物只有PM10和TSP而完全没有PM2.5的看法一样，现现在我们也仅仅是简朴地关注PM2.5的浓度值，而忽视PM2.5中详细的有毒有害物质是什么，有几多。《柴静雾霾视察：穹顶之下》中多次强调控制PM2.5中重金属元素浓度的须要性，“PM2.5颗粒物进入人体后，巨噬细胞难以消化大气颗粒物中的重金属，使得巨噬细胞破碎而死，从而降低了人们的免疫力”。通过大气重金属在线剖析，能够快速有用的相识外地的PM2.5中所含有的重金属和非重金属物质的种类和浓度，就像现在实时获取PM2.5的浓度一样，公众可以实时知道栖身地的大气重金属浓度值，合理安排自己的事情生涯，实时接纳步伐�；ぷ陨硎艿轿廴疚Ｏ�。

2.2 有利于研究部分剖析大气重金属日转变趋势

通例大气重金属监测手段只监测重金属元素的日平均浓度的丈量，可是大气重金属随着气象参数与温度在天天的差别时间段有着较大的转变，日平均浓度无法反应这些转变。大气重金属实时在线监测可以实现天天重金属浓度的小时值测定，有利于剖析总结大气重金属和非重金属元素的日转变纪律。

图4 尊龙凯时中国站仪器 EHM-X200大气重金属监测仪监测重金属污染物的小时转变图

2.3 为羁系部分提供污染源剖析数据，助力决议制订

通过主因素剖析与相关性剖析等模子处置惩罚，可以告诉政策制订者污染来自那里、孝顺比率，为源剖析事情提供辅助效果。尊龙凯时中国站仪器EHM-X200大气重金属监测仪对北方某都会长时间段大气重金属在线剖析仪丈量的数据举行主因素剖析后，获得表1。

表1 EHM-X200大气重金属监测仪监测数据组因素剖析
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为了进一步研究PM2.5与大气重金属之间的关联，并为PM2.5的控制提供偏向，我们通过已经划分的三个组分与大气PM2.5浓度举行相关性剖析。效果如图5，发明该地区主要影响PM2.5的污染源为组分2（冶金工业废气）。

图5 EHM-X200大气重金属监测仪监测数据各组分与PM2.5的相关性。图例中颜色的深浅体现相关性数值的巨细。组分2与PM2.5的相关性强，这说明影响该地区PM2.5浓度的主要污染源为冶金工业废气。

通过风向与PM2.5中三组分的关系图可以确定各组分污染物的泉源偏向（图6）。

图6 EHM-X200大气重金属监测仪监测数据PM2.5中元素主因素剖析获得的各组分与风向关系图。图A是组分1（工业、生涯燃料燃烧）的浓度与风向关系图，从图中可以看出组分1主要泉源于监测点位的西南偏向（深色区域）；图B是组分2（冶金工业废气）的浓度与风向关系图，从图中可以看出组分2泉源于监测点自身规模内（深色区域）；图C是组分3（扬尘）的浓度与风向关系图，从图中可以看出组分3主要泉源于监测点位的东方及北方（深色区域）。图中颜色深浅由浅到深代表污染的水平由小到大。

2.4 实时监测大气重金属浓度，提高监测职员事情效率

现有的通例大气重金属监测手段照旧原始的手工采样+实验室剖析要领，事情量大且效率低。由于通例实验室剖析手艺重金属浓度检测需要样品预处置惩罚消解，从样品称量到样品消解完成约莫需要破费2个小时。而XRF手艺无需样品预处置惩罚，每个样品重金属浓度检测可以在10分钟以内完成，同时还可以实现无人值守、24小时实时监测大气中的30种重金属元素，节约了大宗的人力本钱，且相对实验室丈量要领而言，耗材少价钱低，维护量低，无二次污染。

综上所述，通过江苏尊龙凯时中国站仪器的EHM-X200大气重金属监测仪不但可以准确监测大气颗粒物浓度，还可以实现大气颗粒物中重金属元素浓度的监测，为大气颗粒物重金属元素的污染监测和控制提供科学依据。

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