EleMap大氣顆粒物元素解析儀

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一、研究背景
為了有效降低大氣顆粒物濃度和提高大氣環境
質量,科研的首要任務是大氣顆粒物的源解析,識
別其來源,并計算各類污染源對大氣顆粒物的貢獻
值,進而確定污染治理重點,指導環境管理和科學
決定,達到有效控制環境污染的目的。
大氣顆粒物源解析研究的技術方法,從源清單
(調查收集,建立資料庫)到受體模型(精確到污
染源和空氣受體的定性定量組成),不一而足。EleMap 大氣顆粒物元素解析儀正是最新科技
支撐中的佼佼者。

二、EleMap 大氣顆粒物元素解析儀及其特點
EleMap 便是能夠通過定性及定量的得到“污染源元素成分譜”和“空氣受體元素成分
譜”,制作自己的受體模型,繪制出顆粒物遷移路徑
圖像,能夠定量解析出區域內得污染源貢獻值和承擔
率,完成大氣顆粒物的源解析。
其特色:
 
可在數秒內測定樣品中的多種元素, 元素種
類可基本包括元素周期表上全部元素。
 
標配的分析軟件可自動比較樣品是否同源,
制作“污染源元素成分譜”和“受體元素成分譜”,
完善受體模型。
 
Ecograph 軟件可實現大空間尺度的樣品分析計
算。并能夠實現地圖功能,達到顯示顆粒物遷移
路徑及分布范圍。

可實現固液氣三態檢測分析,適用于各種污染源分析。
 
可實現顆粒物分層分析(分辨率最小可達7nm)、夾雜物和微光斑分析(直徑最小
可達5μm)。
 
可實現污染源及顆粒物的元素分布制圖(三維)。
 
三、EleMap 工作原理及系統組成
 
EleMap 大氣顆粒物源解析儀將激光直接作用于氣溶膠或顆粒物樣品上,激光在樣品上
激發出等離子體發射光譜,通過智能集光鏡收集這些發射光譜,得到樣品元素種類和含量
信息,系統軟件用不同的元素串區別樣品,從而實現樣品的溯源分析。Ecograph 分
析軟件
還可制作大空間尺度內樣品的遷移路徑。


EleMap 由激光器、光譜檢測模塊、樣品室、Ecograph 軟件組成。
 
技術指標:
 
測量參數:顆粒物中的微量元素、主量元素的種類、含量及原位分布情況,制
作源元素成分譜和受體成分譜,并能繪制2D/3D 元素分布圖,以及顆粒物遷移路徑
圖表
 操作系統:全部硬件由軟件控制,預選或自制采樣模式,發射譜線數據庫,元
素分布、深度分析等功能,多閃累積信號,多譜線對比顯示
3D 自動工作臺,樣品自動高度調整
檢測器:寬頻CCD 檢測器 + 高分辨率ICCD 檢測器
分析工具: PCA、PLS、多參數線性回歸、化學統計分析
光譜范圍:190-1000nm
遷移路徑分析軟件:數據自動按時間整合存儲,支持雙Y 軸曲線;全中文界面
全國地圖繪制功能
 
四、應用案例
 
試驗目的:葉片在滯塵過程中,大氣沉降物進入葉片的情況。
試驗設計:實驗采用含不同的元素的溶液,不同的時間間隔浸泡葉片。元素包括:Li, Na,
Mg, Al, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, As, Pb;時間間隔為:1、3、6、12、24Hr。
Elemap 實驗時,對葉片進行淺層剝蝕,得到葉片中元素的遷移狀態:
試驗開始前:

試驗開始后:

實驗結果:制作出元素遷移的2D 或3D 圖像,直觀清晰的得到不同元素在葉片中的遷
移狀態,并且通過計算也能得出遷移速率等指標參數。
圖1 Zn、Cu、Ni 、Cr、Pb、Cd 元素運移

圖2 O、Na、Mg 、Sr、Li 元素運移

試驗結果表明:EleMap 不僅能定性及定量的得到元素的種類和含量,而且能夠通過制
圖,得出元素的空間分布,結合時間因素,更能得到元素的遷移規律。
而在大氣顆粒物源解析上,EleMap 通過對污染源和受體顆粒的元素測量,全方位的解
析顆粒物,得到源元素成分譜和受體元素成分譜,輸出精確的顆粒物元素成分組成,為顆
粒物源解析提供有效的補充和高精尖技術支持。
 

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