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臭氧/光化学污染监测

GC5000 挥发性有机物在线色谱监测系统

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产品信息

  • 中文名称:GC5000 挥发性有机物在线色谱监测系统
  • 型号:GC5000
  • 原产地:
  • 品牌:AMA
  • 标签: GC5000  VOCs  
  • 监测方法:

详情介绍

背景介绍:

       光(guang)化学(xue)烟雾(wu)污染(ran)(ran)(ran)是当前全球(qiu)范围内最突出的(de)区域性空(kong)气污染(ran)(ran)(ran)问(wen)题之一。主要是由(you)对流层中(zhong)的(de)氮氧(yang)(yang)化物、挥发性有(you)机物在特(te)殊的(de)气象条件下(光(guang)照、无风或微(wei)风),经过(guo)一系(xi)列(lie)复(fu)杂的(de)光(guang)化学(xue)反(fan)应,生成包括臭氧(yang)(yang)、过(guo)氧(yang)(yang)化物、醛(quan)及过(guo)氧(yang)(yang)乙酰(xian)硝酸酯等(deng)一系(xi)列(lie)二次(ci)污染(ran)(ran)(ran)物的(de)过(guo)程(cheng)。在这些二次(ci)污染(ran)(ran)(ran)物中(zhong),臭氧(yang)(yang)所占比重最大。众多(duo)研(yan)究(jiu)表明,臭氧(yang)(yang)对人体、材料(liao)、农作物都有(you)极强的(de)危(wei)害性。随(sui)着城市化和工业(ye)化进程(cheng)的(de)加速,自上世纪九十年代末至今,近地(di)面高浓度的(de)臭氧(yang)(yang)污染(ran)(ran)(ran)已(yi)成为(wei)我国大部分地(di)区严峻的(de)大气问(wen)题。
       挥发(fa)性有(you)机(ji)物(wu)(wu)(wu)(Volatile Organic Compounds,简(jian)称VOCs)在对流层光化学氧化循环中起到(dao)关键作(zuo)用,是(shi)城(cheng)市和区(qu)域二次气(qi)态污染物(wu)(wu)(wu)的(de)重(zhong)要前(qian)体物(wu)(wu)(wu),直(zhi)接(jie)或间(jian)接(jie)地控制光氧化剂(ji)的(de)生成(cheng)速度和效率,对大(da)(da)气(qi)氧化潜势有(you)着重(zhong)要影(ying)响。挥发(fa)性有(you)机(ji)物(wu)(wu)(wu)组成(cheng)复杂,通常可分(fen)为非甲(jia)烷碳氢(qing)化合物(wu)(wu)(wu)(Non-methane hydrocarbons,简(jian)称NMHCs)、含氧有(you)机(ji)物(wu)(wu)(wu)(Oxygenated Volatile Organic Compounds,简(jian)称OVOCs)及卤(lu)代烃等几大(da)(da)类,其中非甲(jia)烷碳氢(qing)化合物(wu)(wu)(wu)所(suo)占比重(zhong)最(zui)大(da)(da)。
       GC5000仪器(qi)分析系(xi)统参考EPA PAMS标准设(she)计,以挥(hui)发性有机物中(zhong)的(de)(de)C2-C12碳氢化合物为监测目标,为相(xiang)关(guan)部门监测臭(chou)氧(yang)(yang)前体(ti)物提供准确的(de)(de)具有代表性的(de)(de)长期(qi)资料;使空气(qi)污染防治(zhi)有关(guan)单位能(neng)够客观地掌握空气(qi)质量状况(kuang),寻找并(bing)建立完(wan)整的(de)(de)臭(chou)氧(yang)(yang)与(yu)其前体(ti)物及气(qi)象(xiang)条(tiao)件(jian)间(jian)的(de)(de)相(xiang)互关(guan)系(xi),找到(dao)臭(chou)氧(yang)(yang)污染的(de)(de)成因,继而研究出可行的(de)(de)防制策略。

关(guan)于PAMS:

       PAMS是Photochemical Assessment Monitoring Stations的缩写,中文名光化学评估监测站。1990年通过了空气清洁(jie)法修订案(an)(Clean Air Act Amendments),同(tong)时EPA要(yao)求各(ge)州在臭氧(yang)污染严(yan)重地区建立光(guang)化(hua)学评估(gu)监测站,全面监测臭氧(yang)及臭氧(yang)前体以了解臭氧(yang)污染发生的原因(yin)。 

AMA GC5000系统构成:

       GC5000型挥发(fa)性(xing)(xing)有(you)机物在线色(se)谱监(jian)测系统由(you)德国AMA Instruments公司累积(ji)二十年的经验开(kai)发(fa)、设计和制造,技术先进,性(xing)(xing)能稳(wen)定,无需人(ren)员值守(shou)。

       系统具有ppt级(ji)的(de)高检测灵敏(min)度,参考EPA PAMS标(biao)准(zhun)设计,针对臭氧前(qian)体(ti)物中(zhong)C2-C12碳氢化(hua)合物的(de)长期监测而进行了系统优化(hua)。

目(mu)前,GC5000系列已在德国、荷兰、比利时、希(xi)腊(la)、巴西、意大利、西班(ban)牙、韩国等国家(jia)的空气质(zhi)量监测网中(zhong)得到(dao)广泛(fan)应用。另外,柏林、台北、汉城(cheng)的超级站也(ye)在使(shi)用这套系统。

       北京(jing)、南京(jing)、广州(zhou)、天津、深圳等(deng)城市大气环(huan)境监(jian)测系统已选用(yong)该(gai)套设备。同(tong)时,该(gai)套系统已应(ying)用(yong)于广州(zhou)亚运(yun)会(hui)大气环(huan)境质量监(jian)测。

核(he)心设(she)备:


* GC5000 VOC分析色谱 (目标化合物(wu) C2-C5);

* GC5000 BTX分析色(se)谱 (目(mu)标化合(he)物(wu) C6-C12);

* DIM200动(dong)态校准器   (最大稀释倍(bei)数2500倍(bei));


辅(fu)助设备:

* 气源:高纯(chun)氮、高纯(chun)氢、压(ya)缩空气;

* 气体预(yu)处理装置(zhi),净化载气和助燃气;

* PAMS 标(biao)准气体(56种混合标(biao)样, 1ppm);

* 数据计算机;

* 19’标(biao)准机柜;


相关(guan)功能:

       为了用(yong)户方(fang)便(bian)(bian)地了解仪器(qi)状(zhuang)况,查看谱图和数据(ju),AMA软件智能监控分析色谱的运行(xing)状(zhuang)态(tai),同(tong)时保存系(xi)(xi)统工作时期发生的有关监测、校准、断电及其它事件记(ji)录,方(fang)便(bian)(bian)用(yong)户回溯(su)系(xi)(xi)统状(zhuang)态(tai)和数据(ju)质量。

       通(tong)过网络,用户(hu)能够(gou)远(yuan)程登录系(xi)(xi)统界面(mian),查看(kan)运行状况。维护(hu)工程师(shi)可以远(yuan)程协助(zhu),提高系(xi)(xi)统维护(hu)效率。同(tong)时(shi)分析色谱的数(shu)(shu)据(ju),备(bei)份到数(shu)(shu)据(ju)工控机(txt文件),防(fang)止(zhi)仪器损(sun)坏导致原始数(shu)(shu)据(ju)丢失。


技(ji)术(shu)规范:

系统技术(shu)指(zhi)标符合欧(ou)盟和EPA对(dui)大气中臭氧前体物监测的规范要求

* the VDI guideline 2100 of the EU guideline 2002/3/EC ,from February 12th 2002;

* the guidelines of the Technical Assistance Document EPA/600-R-98/161 of US EPA,from September 30th 1998。

技术特点(dian):

       精确控制采(cai)样(yang)(yang)(yang)流量(liang)(liang)(liang)和样(yang)(yang)(yang)品量(liang)(liang)(liang):GC5000色谱使用质(zhi)量(liang)(liang)(liang)流量(liang)(liang)(liang)计控制采(cai)样(yang)(yang)(yang)流量(liang)(liang)(liang),累加获得(de)样(yang)(yang)(yang)品体积,可以(yi)避免环境压力和温度的影响。

两级样(yang)品(pin)富集(ji)技(ji)术(针对低碳组分):两级样(yang)品(pin)富集(ji)技(ji)术能够提供高(gao)容量的样(yang)品(pin)富集(ji)体(ti)积(对C2化合物的穿透(tou)体(ti)积大于800ml),以及样(yang)品(pin)聚焦能力(保证色(se)谱出峰分离度(du)高(gao),同时峰形(xing)优秀。)

       注:右侧色谱(pu)图中,编号分别为1-乙烷(wan) ;2-乙烯(xi);3-丙烷(wan);

       吸附(fu)管(guan)工作(zuo)温(wen)度>10°C:吸附(fu)管(guan)在样品富集和聚焦阶(jie)段的工作(zuo)温(wen)度高于10°C,避免富集模块出现冷冻(dong)情况。适合无(wu)人值(zhi)守的观(guan)测站(zhan)点长期运(yun)行;

       极性的(de)反萃(cui)取(qu)柱作为预柱:极性的(de)反萃(cui)取(qu)柱能(neng)够截留(liu)(liu)环境空气样品(pin)中(zhong)的(de)高沸点有机(ji)物(wu)及水汽。避(bi)免目标化合物(wu)以外的(de)高沸点物(wu)质导致(zhi)的(de)分析(xi)周期(qi)延长;避(bi)免水汽引起色(se)谱保(bao)留(liu)(liu)时间偏移导致(zhi)的(de)色(se)谱峰(feng)识别错(cuo)误。同(tong)时,被截留(liu)(liu)的(de)物(wu)质在分析(xi)周期(qi)里会(hui)被反向吹出预柱。

       60m的(de)毛细管色谱柱(zhu):长的(de)色谱柱(zhu),能(neng)够获(huo)得最(zui)高的(de)分(fen)离效率,为优(you)秀分(fen)析(xi)众多目标化合物提供(gong)保(bao)证。

       全电动(dong)控(kong)件(jian)(jian):系统内部采用(yong)全电动(dong)控(kong)件(jian)(jian),相对于气动(dong)控(kong)件(jian)(jian),能(neng)有效降低仪器(qi)的(de)(de)维护(hu)量。同时避免了气动(dong)阀门使用(yong)过(guo)程中可能(neng)出现的(de)(de)因漏气而造成的(de)(de)气体损(sun)失。

性能参数(shu):

GC5000 VOC色(se)谱(pu)分析仪

功(gong)能(neng):全天自动连续(xu)24h采样,使用两级(ji)富集,色(se)谱柱进行分(fen)离(li),分(fen)析C2~C5有机物种;

量程范围:0~300ppb;

检出(chu)限:0.05ppb(丙烷(wan)为例);

分析(xi)周期(qi):30~60min;

采样:

采样时间:0~99min(可调);

流(liu)量:10~50 ml/min(可调);

质(zhi)量(liang)流量(liang)控(kong)制(zhi)计(MFC)控(kong)制(zhi);

采样(yang)体积:200~800 ml(可(ke)调);

富集:

双极富(fu)集(ji):

一级富集(ji)柱:采样(yang)温度15°C,最高热解析温度350°C;

二级富集柱:聚焦温度(du)20°C,最高热解析温度(du)350°C;

加热速(su)度:最大(da)40°C/s;

色谱柱(zhu)箱:

石英玻璃毛细管柱(zhu),长度30m~60m;

柱箱温度(du)范围:40-210 °C;

升温(wen)速率:1-25 °C/min(以1 °C/min增加);

载气:N2,99.999%,3bar;

FID-氢火(huo)焰离子化检测器;

要求氢气(qi)(H2)和(he)助燃空气(qi)供(gong)应;

氢气(qi),99.999%,3bar;

助(zhu)燃空(kong)气,99.999%,3bar;

校准(zhun):允许单点/多点校准(zhun);

输出:智能显示图谱、参(can)数(shu)规格、运行状态等,可通过系(xi)统菜单完成各种参(can)数(shu)的设(she)定、编(bian)辑及结果(guo)处理等操作;

电(dian)源:220V 50HZ;

运行环境(jing):

温(wen)度:0~40°C(如果温(wen)度超过(guo)温(wen)度范(fan)围(wei),需要加装(zhuang)空(kong)调(diao));

相对湿度:5~95%无冷凝;

外观:19”×6 HU×600mm,标准机(ji)箱(xiang),重(zhong)量(liang)35 kg;


GC5000 BTX色(se)谱(pu)分析仪


功能:全(quan)天自(zi)动连续24h采样,使用单(dan)级富集,色谱柱进行(xing)分离,分析C6~C12有机物种;

量程范围:0~300ppb;

检出(chu)限:0.03ppb(苯为例);

分析周(zhou)期(qi):30~60min;

采样:

采样时间:0~99min(可调)

流量:10~50 ml/min(可调)

质量流(liu)量控制计(MFC)控制

采样体积:200~800 ml(可(ke)调)

富(fu)集(ji):

富集柱:采样温(wen)(wen)度(du)30°C,最(zui)高热解析温(wen)(wen)度(du)350°C;

加热速度(du):最大40°C/s;

色(se)谱柱箱:石英玻璃(li)毛细管柱,长(zhang)度(du)30m~60m;

柱箱温度范(fan)围:40-210 °C;

升(sheng)温速率:1-25 °C/min(以1 °C /min增加);

载气(qi):N2,99.999%,3 bar;

FID-氢(qing)火焰(yan)离子化检测器(qi) 

要求(qiu)氢气(H2)和(he)助(zhu)燃空气供(gong)应;

氢气,99.999%,3 bar;

助燃(ran)空气,99.999%,3 bar;

校准(zhun):允许单点/多点校准(zhun);

输出(chu):智能(neng)显示图谱、参数规(gui)格、运行状态等,可(ke)通过(guo)系统菜单完成各种参数的设定、编(bian)辑及结(jie)果处理等操作(zuo);

电源(yuan):220V 50Hz;

运行环境:

温度:0~40°C(如果(guo)温度超过温度范(fan)围,需要加装空调(diao));

相对湿度(du):5~95%,无冷(leng)凝;

外观:19”×6 HU×600mm,标准机箱,重量35 kg;

DIM 200校准模块(kuai)


功能:

(1)在GC5000BTX色谱分(fen)析仪控制(zhi)下,完成采样、校准所需流路的(de)切换;

(2)精确控制零气和标(biao)准(zhun)气流量,实现对(dui)色谱(pu)系统的校(xiao)准(zhun),稀释倍(bei)数1~2500;

供应气:

零气(纯净空(kong)气或(huo)氮气),3 bar;

标准气:3 bar;

样品(pin)气;

流量控制:

标准气:2~100 ml/min;

零气:100~5000ml/min;

精(jing)度:测量(liang)值±0.5%;

质量(liang)流量(liang)控制(zhi)计(ji)(MFC)控制(zhi);

两种(可(ke)选)工作方式:

(1)通过内(nei)部通讯路(lu)连接AMA色谱系(xi)统(tong),由色谱系(xi)统(tong)软件控(kong)制(zhi),可(ke)最(zui)多(duo)执行20点自动(dong)校(xiao)准或(huo)检验

(2)加装选配的独立运(yun)行(xing)(xing)软件或外(wai)部控制接口,实现自主运(yun)行(xing)(xing)或通过外(wai)部数字(zi)I/O联(lian)机遥控工作时,可最多执(zhi)行(xing)(xing)5点自动(dong)校准或检验

电源:220V 50Hz;

运(yun)行环(huan)境:

温度(du)(du):0~40°C(如果温度(du)(du)超过温度(du)(du)范(fan)围,需要加装空调);

相对湿度(du):5~95%,无冷凝;

外观(guan):19“,3H标(biao)准(zhun)机箱,重量4 kg


系(xi)统应用:


       南(nan)京信息工程大(da)学大(da)气(qi)(qi)物(wu)理学院朱彬(bin)老师利用(yong)GC5000系(xi)统对(dui)大(da)气(qi)(qi)环境中VOCs(C2-C12)进行(xing)分(fen)析(xi)(xi),分(fen)析(xi)(xi)VOCs在(zai)(zai)不(bu)同(tong)的(de)(de)风向影(ying)响(xiang)下,其浓度(du)不(bu)同(tong),并(bing)且不(bu)同(tong)的(de)(de)排放源对(dui)VOCs总量(liang)贡献不(bu)同(tong),VOC的(de)(de)浓度(du)主要(yao)受风向的(de)(de)影(ying)响(xiang),表明(ming)VOC的(de)(de)初次排放来(lai)(lai)源于本(ben)地,而且在(zai)(zai)城市东北区域(yu)内(nei),VOC浓度(du)受到(dao)区域(yu)传(chuan)输的(de)(de)影(ying)响(xiang),通过对(dui)丙(bing)烯同(tong)系(xi)物(wu)和臭氧(yang)形成的(de)(de)潜在(zai)(zai)方法的(de)(de)评(ping)估。表明(ming)烯烃对(dui)臭氧(yang)的(de)(de)化学形成贡献量(liang)为57%-58%,利用(yong)主成分(fen)分(fen)析(xi)(xi)/绝对(dui)主成分(fen)受体(ti)模型分(fen)析(xi)(xi)。结果表明(ming),在(zai)(zai)该区域(yu)内(nei),有(you)39%的(de)(de)VOC主要(yao)来(lai)(lai)源于车(che)辆排放,溶剂(ji)的(de)(de)使用(yong)和工业(ye)来(lai)(lai)源占到(dao)36%。


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