一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及污染源识别监测技术，尤其设及一种针对化工园区中挥发性有机物的 在线污染源识别监测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 根据机阳（世界卫生组织）的定义可知，挥发性有机物（Volatile化ganic Compounds,VOCs)是沸点在50°C-250°C的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133. 32化，在常 温下W蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。VOCs是重要的大气污染物，其在空气中普 遍存在，特点是浓度低、活性强，并且严重影响人体健康和大气环境，是引起大气臭氧超标、 PM2. 5重污染的关键前体物。而化工行业则是VOCs排放的主要行业，其排放比重大。由于 化工行业中的企业通常都会设置在化工园区中，因此由此可知，化工园区是由不同化工企 业的聚集发展而形成的，其所设及的产品种类众多，污染组分复杂，无组织排放普遍，所W， 当发生因VOCs排放而引起环境突发、居民投诉、企业偷排等问题情况时，则难W对VOCs污 染事故源头进行追溯，从而无法有效地来对企业的VOCs排放进行监管和改善。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种针对化工园区中挥发性有机物 的在线污染源识别监测方法。
[0004] 本发明的另一目的是提供一种针对化工园区中挥发性有机物的在线污染源识别 监测系统。
[0005] 本发明所采用的技术方案是；一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方 法，该方法包括： A、 采用在线质谱仪对监测点中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得该监测点的质 谱图信息； B、 根据污染源识别模型、该监测点的质谱图信息W及污染源指纹数据库中的污染源质 谱图信息，从而计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。
[0006] 进一步，所述步骤B中所述的污染源识别模型，其包括快速傅里叶变换交叉相关 算法W及非负最小二乘法； 所述步骤B具体为；利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对该监测点的质谱图信息 进行校准，然后，根据校准后的该监测点的质谱图信息W及污染源指纹数据库中的污染源 质谱图信息，从而利用非负最小二乘法来计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献 值。
[0007] 进一步，所述非负最小二乘法所采用的公式如下所示： y二Xb+e 其中，y为监测点的质谱图矩阵，X为污染源的质谱图矩阵，b为贡献值矩阵，e为误差 参数矩阵。
[000引进一步，所述步骤A之前还设有建立污染源指纹数据库该一步骤。
[0009] 进一步，所述建立污染源指纹数据库该一步骤，其具体为： 采用在线质谱仪对多个不同污染源中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得多个不 同污染源的质谱图信息，然后，利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对多个不同污染源的 质谱图信息进行校准； 对校准后的多个不同污染源的质谱图信息进行整理，并且将整理后的多个不同污染源 的质谱图信息存入污染源指纹数据库中，从而实现污染源指纹数据库的建立。
[0010] 进一步，所述在线质谱仪包括进样系统、电离系统、飞行时间质量分析器W及数据 采集单元，所述进样系统的输出端依次通过电离系统和飞行时间质量分析器进而与数据采 集单元的输入端连接。
[0011] 进一步，所述数据采集单元还可用于将质谱图信息Wtof格式内嵌于在线质谱仪 中，W及将质谱图信息的原始数据导出到EXCEL文件中。
[0012] 本发明所采用的另一技术方案是；一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测 系统，其包括在线质谱仪、污染源识别模型、污染源指纹数据库W及数据处理单元； 所述在线质谱仪，用于对监测点中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得该监测点 的质谱图信息； 所述数据处理单元，用于根据污染源识别模型、该监测点的质谱图信息W及污染源指 纹数据库中的污染源质谱图信息，从而计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献 值。
[0013] 进一步，所述的污染源识别模型包括快速傅里叶变换交叉相关算法W及非负最小 二乘法； 所述数据处理单元具体用于利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对该监测点的质谱 图信息进行校准，然后，根据校准后的该监测点的质谱图信息W及污染源指纹数据库中的 污染源质谱图信息，从而利用非负最小二乘法来计算出各个污染源对监测点挥发性有机物 的贡献值。
[0014] 进一步，所述非负最小二乘法所采用的公式如下所示： y二Xb+e 其中，y为监测点的质谱图矩阵，X为污染源的质谱图矩阵，b为贡献值矩阵，e为误差 参数矩阵。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明的污染源识别监测方法能够计算出各个污染源对监 测点挥发性有机物的贡献值，因此，通过使用本发明的方法，便能对监测点所设及到的多个 不同的污染源进行快速识别和实时监测，从而实现VOCs污染源的快速追溯，W及为VOCs污 染源的快速追溯提供极大的便利性。而且，相较于传统的识别监测方法，本发明方法的操作 便利性、实时性W及效率均得到大大的提高。
[0016] 本发明的另一有益效果是；通过使用本发明的监测系统，能够计算出各个污染源 对监测点挥发性有机物的贡献值，该样便能对监测点所设及到的多个不同的污染源进行快 速识别和实时监测，从而实现VOCs污染源的快速追溯，W及为VOCs污染源的快速追溯提供 极大的便利性。由此可得，相较于传统的识别监测系统，本发明系统的操作便利性、实时性 W及效率均得到大大的提高。
【附图说明】
[0017] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明： 图1是本发明一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法的步骤流程图； 图2是本发明一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法的一具体实施例步 骤流程图； 图3是不同类型排放源作为污染源的质谱图示意图； 图4是在同一类型排放源的基础上不同化工厂作为污染源的质谱图示意图； 图5是快速傅里叶变换交叉相关算法的原理示意图； 图6是非负最小二乘法的图解示意图； 图7是一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0018] 如图1所示，一种针对挥发性有机物的在线污染源识别监测方法，该方法包括： A、 采用在线质谱仪对监测点中的挥发性有机物进行采样处理，从而获得该监测点的质 谱图信息； B、 根据污染源识别模型、该监测点的质谱图信息W及污染源指纹数据库中的污染源质 谱图信息，从而计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献值。
[0019] 进一步作为优选的实施方式，所述步骤B中所述的污染源识别模型，其包括快速 傅里叶变换交叉相关算法W及非负最小二乘法； 所述步骤B具体为；利用快速傅里叶变换交叉相关算法来对该监测点的质谱图信息 进行校准，然后，根据校准后的该监测点的质谱图信息W及污染源指纹数据库中的污染源 质谱图信息，从而利用非负最小二乘法来计算出各个污染源对监测点挥发性有机物的贡献 值。
[0020] 进一步作为优选的实施方式，所述非负最小二乘法所采用的公式如下所示： y=Xb+e 其中，y为监测点的质谱图矩阵，X为污染源的