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气溶胶质谱仪的真空系统是实现气溶胶单粒子三级差分进样的重要组成部分。根据相关真空理论知识,进行了优化的可行性计算和论证。在不影响仪器性能的情况下,通过反复试验各种设计方案,精简和整合了真空抽运系统,降低了能耗和体积重量,增强了整机的可移动性。
气溶胶中的细粒子对人体的危害更大,是目前气溶胶研究的重点。通过对粒径测量系统中粒子散射光光路的优化,使得系统可测量的最小粒径由原来的260nm降为120nm。
利用优化后的气溶胶质谱仪,对七种蚊香烟气气溶胶单粒子的粒径和正负离子质谱进行了在线测量。实验结果表明蚊香烟气气溶胶的粒径主要分布在纳米区间;不同品牌和烟雾类型的蚊香燃烧产生的烟气气溶胶粒子粒径分布差别不是很大。在蚊香烟气气溶胶的正离子质谱中,根据蚊香的原始成分,可以推测蚊香烟气中可能主要包含碱金属离子、碳氢化合物离子、重金属离子以及多环芳香烃分子离子等;其中质谱信号中的质荷比为96的峰可以作为金彩虹微烟蚊香区别于雷达有烟蚊香的特征峰。在负离子质谱中,检测到了常见的有机质电离后的碎片离子。
蚊香烟气气溶胶的化学成分非常复杂,需要借助多种手段才能最终确定。本论文工作展示了气溶胶激光飞行时间质谱仪在环境污染快速检测方面的能力,为环境污染检测提供了基础数据。