2.2　颗粒物源识别在线分析仪的研发

2.2.1　仪器关键部件开发，包括：（1）研制精确的流量控制模块，高速喷嘴、鞘气保护系统，达到大气颗粒物以排列形式单个依次通过光散射区的目标；（2）研制稳定的温湿度控制模块、高吸收气密散射室，减少各测量通道的噪声基底值以及噪声漂移；（3）开发超高灵敏光电传感器、高信噪比放大电路，达到考核指标中粒径分析下限的要求；（4）开发多偏振参量同步检测器和同步数据采集卡，实现多通道多偏振态同步检测和数据接收。

2.2.2　颗粒物光散射特性分析和仪器性能评价：搭建多组分颗粒物单粒径稳定发生和筛选系统，实现多种类颗粒物的稳定发生和选择，以此为基础开展多组分、多粒径的标准单颗粒光散射及偏振特性测试系统设计及实验，其中单粒径颗粒物类型涵盖水溶性颗粒物（氯化钠、硫酸铵、硝酸铵等）、PSL标准小球等，多粒径颗粒物类型涵盖扬尘（亚利桑那尘）、碳类（煤矿尘）等，在完成实验室多参数测定及样机标定的基础上，同步开展仪器环境适用性检测和评估研究，开展实际大气环境下（合肥）的仪器示范运行测试和数据比对，形成仪器性能评价报告和改进建议。

2.3　污染源分类的偏振数据解释和仪器应用比对

在研发样机完成的基础上，选择已有颗粒物源谱的典型地区，涉及不同纬度、不同气候特征（包括温度、湿度、气流等）和不同的工业结构的颗粒物排放区域，如京津冀、长三角、珠三角等地区，同时在外场安放研发样机及颗粒物采样器。每个季度采集20天，一共采集4个季度。其中研发样机通过仪器自身采集到的颗粒物的单颗粒光学特征，在线分析出颗粒物的主要来源；颗粒物采样器利用滤膜采集样品、实验室分析其中的有机碳（OC）/元素碳（EC）、水溶性阴阳离子（F－、Cl－、NO3－、SO42－；K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、NH4＋）、无机元素（Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Pb、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、Si等），采用化学质量平衡（CMB）源解析技术，模拟计算得到采样点的颗粒物来源。将上述两者来源做比对，验证研发样机的结果的可靠性，修正研发样机的误差，形成比对验证报告。在研发样机改善的基础上，在上述外场做应用示范，实现偏振光散射的颗粒物快速动态源识别，获得高时间分辨率的颗粒物来源信息，形成仪器应用示范分析报告，为当地大气污染防治和管理提供数据支持。

2.4　工程化和可靠性测试

为保障本项目工程化与产业化的顺利进行，切实形成皮实耐用、稳定可靠具有市场竞争力的产品，申报团队引入专业的工程化可靠性研究团队，在项目论证、仪器开发、应用开发、产业化等环节，针对项目仪器的研制与应用，开展可靠性研究，目标仪器的技术就绪度≥8级、环境适应性符合GB/T 11606规定的要求，安全性符合EN 60100或GB/T 17626规定的要求。

3　创新性

在线分析仪基于偏振光散射多角度测量装置和算法对大气颗粒物进行分析识别，属于国内领先、国际首创，其创新性主要体现在原理、评价体系和功能三个方面：

3.1　国际首创的多角度偏振光散射颗粒物在线分析方式

依托清华大学团队自主创新的两项国际专利技术，并采用新型光探测器、低噪声跨阻放大器及半导体制冷技术突破单颗粒微弱信号的增敏提取瓶颈，实现全偏振快速同步检测；借助偏振同步分析所提取的多维偏振指标体系，对颗粒物形貌、光吸收等属性进行复合表征，从而对颗粒物示踪成分，如水、炭黑、硝酸盐、硅酸盐等，开展特异性识别；通过扫描差分电迁移粒径选择、环境条件可控、均匀混合箱设计及气流控制等技术，实现多组分、多粒径的标准单颗粒的稳定发生和筛选以及光散射及偏振特性参数的系统性实验测试与分析，实现仪器的单颗粒定标测试，并获取颗粒物光学识别数据库标准偏振数据。

3.2　对现有大气颗粒物多维信息评价体系的创新型补充