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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(jing)介绍:

       光(guang)化(hua)(hua)学烟(yan)雾污染(ran)(ran)是当前全球范围(wei)内最突出的(de)区域(yu)性空气(qi)(qi)污染(ran)(ran)问题(ti)之一。主要(yao)是由对(dui)流(liu)层中的(de)氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、挥(hui)发性有(you)机物(wu)(wu)(wu)(wu)在特殊(shu)的(de)气(qi)(qi)象条件(jian)下(光(guang)照、无风(feng)或微风(feng)),经过(guo)一系(xi)(xi)列复杂的(de)光(guang)化(hua)(hua)学反(fan)应(ying),生成包括(kuo)臭氧(yang)(yang)(yang)、过(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)、醛(quan)及过(guo)氧(yang)(yang)(yang)乙酰硝酸酯等一系(xi)(xi)列二次(ci)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)过(guo)程(cheng)。在这些二次(ci)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)中,臭氧(yang)(yang)(yang)所(suo)占(zhan)比重最大(da)。众多(duo)研(yan)究表明,臭氧(yang)(yang)(yang)对(dui)人体、材料、农(nong)作(zuo)物(wu)(wu)(wu)(wu)都有(you)极强(qiang)的(de)危害性。随着城(cheng)市(shi)化(hua)(hua)和工业化(hua)(hua)进程(cheng)的(de)加速,自上(shang)世(shi)纪九十年(nian)代末(mo)至今,近(jin)地面高浓度(du)的(de)臭氧(yang)(yang)(yang)污染(ran)(ran)已成为(wei)我国(guo)大(da)部分地区严峻(jun)的(de)大(da)气(qi)(qi)问题(ti)。
       挥(hui)发(fa)性(xing)有(you)机物(wu)(Volatile Organic Compounds,简(jian)(jian)称VOCs)在对流层光化(hua)学氧化(hua)循环中起到(dao)关键作用,是城市和区域二次(ci)气态污染物(wu)的(de)重(zhong)要(yao)前体物(wu),直接或间接地控制光氧化(hua)剂的(de)生成速度和效率,对大气氧化(hua)潜(qian)势有(you)着重(zhong)要(yao)影响。挥(hui)发(fa)性(xing)有(you)机物(wu)组成复杂,通常可分为非(fei)甲烷碳(tan)(tan)氢化(hua)合物(wu)(Non-methane hydrocarbons,简(jian)(jian)称NMHCs)、含氧有(you)机物(wu)(Oxygenated Volatile Organic Compounds,简(jian)(jian)称OVOCs)及卤代烃(ting)等几大类(lei),其中非(fei)甲烷碳(tan)(tan)氢化(hua)合物(wu)所(suo)占比重(zhong)最大。
       GC5000仪(yi)器分析系统参考EPA PAMS标准设计,以挥发性(xing)(xing)有机(ji)物(wu)中的C2-C12碳氢化合物(wu)为监测目标,为相关部(bu)门监测臭氧前体(ti)物(wu)提供准确的具(ju)有代表性(xing)(xing)的长期资料;使空气污染防治(zhi)有关单位能够客(ke)观地掌握(wo)空气质量状况,寻找并建立完整的臭氧与(yu)其(qi)前体(ti)物(wu)及气象条件间的相互关系,找到臭氧污染的成因,继而(er)研究出可行(xing)的防制策略。

关于PAMS:

       PAMS是(shi)Photochemical Assessment Monitoring Stations的缩写,中文名光化学评估(gu)监(jian)测站。1990年(nian)通过了空气清洁法修(xiu)订案(an)(Clean Air Act Amendments),同时EPA要(yao)求(qiu)各(ge)州(zhou)在(zai)臭(chou)(chou)氧(yang)污(wu)染严重地(di)区(qu)建立光(guang)化学评估监测(ce)(ce)站,全面监测(ce)(ce)臭(chou)(chou)氧(yang)及臭(chou)(chou)氧(yang)前体以了解臭(chou)(chou)氧(yang)污(wu)染发生(sheng)的原因。 

AMA GC5000系统构成:

       GC5000型挥发性有机(ji)物(wu)在线色谱监测(ce)系统由(you)德国AMA Instruments公司累积二十年的经验(yan)开发、设计和制造(zao),技术先进,性能稳定,无需人员值(zhi)守(shou)。

       系统(tong)(tong)具有(you)ppt级的(de)高检(jian)测灵敏度(du),参考EPA PAMS标准(zhun)设计,针对臭氧前体物中(zhong)C2-C12碳氢化(hua)合(he)物的(de)长期监(jian)测而进行了系统(tong)(tong)优化(hua)。

目前(qian),GC5000系列已在德国(guo)(guo)、荷兰、比利(li)时、希腊、巴(ba)西、意大(da)利(li)、西班牙、韩国(guo)(guo)等(deng)国(guo)(guo)家(jia)的空气(qi)质量(liang)监测网中得到广泛应用。另外(wai),柏林(lin)、台(tai)北、汉城的超(chao)级站(zhan)也在使用这套(tao)系统(tong)。

       北京(jing)(jing)、南京(jing)(jing)、广州(zhou)(zhou)、天津、深(shen)圳(zhen)等城市(shi)大气环境(jing)监(jian)测系(xi)统已选用该套设(she)备。同时,该套系(xi)统已应用于广州(zhou)(zhou)亚(ya)运会大气环境(jing)质量监(jian)测。

核心设备:


* GC5000 VOC分析色谱 (目(mu)标化合物 C2-C5);

* GC5000 BTX分析(xi)色谱 (目(mu)标化合物 C6-C12);

* DIM200动态校(xiao)准(zhun)器   (最大稀释倍(bei)数(shu)2500倍(bei));


辅助设(she)备:

* 气(qi)源:高(gao)纯氮(dan)、高(gao)纯氢、压缩(suo)空气(qi);

* 气(qi)(qi)体(ti)预处(chu)理装置,净化载(zai)气(qi)(qi)和助燃气(qi)(qi);

* PAMS 标准气体(ti)(56种混合标样(yang), 1ppm);

* 数(shu)据计算(suan)机(ji);

* 19’标准机柜;


相关功能:

       为(wei)了用(yong)户方便(bian)地了解仪器状(zhuang)况(kuang),查(cha)看谱(pu)图和数据,AMA软(ruan)件(jian)智能监控(kong)分(fen)析色(se)谱(pu)的运行状(zhuang)态,同时(shi)保(bao)存系统(tong)工作时(shi)期发(fa)生的有关监测、校(xiao)准、断电及其它事件(jian)记录,方便(bian)用(yong)户回溯系统(tong)状(zhuang)态和数据质量。

       通过网(wang)络,用户能够(gou)远(yuan)程(cheng)(cheng)登录系(xi)统界面,查(cha)看运行状(zhuang)况。维(wei)护工(gong)程(cheng)(cheng)师(shi)可以远(yuan)程(cheng)(cheng)协助(zhu),提高系(xi)统维(wei)护效率。同时分(fen)析(xi)色谱(pu)的数据,备份(fen)到数据工(gong)控机(txt文件),防(fang)止(zhi)仪器损坏导致原(yuan)始数据丢失(shi)。


技(ji)术(shu)规范:

系统技术指标符合(he)欧盟(meng)和EPA对大气中臭(chou)氧前体物(wu)监测(ce)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(ji)术特点:

       精确控制(zhi)采样(yang)流量(liang)(liang)和(he)样(yang)品量(liang)(liang):GC5000色谱使用(yong)质(zhi)量(liang)(liang)流量(liang)(liang)计控制(zhi)采样(yang)流量(liang)(liang),累加获得(de)样(yang)品体积,可以(yi)避(bi)免(mian)环境压力(li)和(he)温(wen)度的影响。

两(liang)级(ji)样品富集技(ji)术(shu)(针对低碳组分):两(liang)级(ji)样品富集技(ji)术(shu)能(neng)够(gou)提供高(gao)容量(liang)的样品富集体积(ji)(对C2化(hua)合物的穿透体积(ji)大于800ml),以及样品聚(ju)焦能(neng)力(保证色谱出峰(feng)分离度(du)高(gao),同(tong)时峰(feng)形优秀。)

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

       吸附管工作温度(du)>10°C:吸附管在(zai)样品富集(ji)和(he)聚焦阶(jie)段的工作温度(du)高于10°C,避免富集(ji)模块出现冷冻情况。适合无人值守的观(guan)测站点(dian)长期运(yun)行;

       极(ji)性的(de)(de)反萃取(qu)柱作为预柱:极(ji)性的(de)(de)反萃取(qu)柱能够截留环(huan)境空气样品中的(de)(de)高(gao)沸点有机物(wu)及水汽(qi)。避免目标化(hua)合(he)物(wu)以外(wai)的(de)(de)高(gao)沸点物(wu)质导(dao)致的(de)(de)分析周期(qi)延长;避免水汽(qi)引起(qi)色谱保留时间(jian)偏移(yi)导(dao)致的(de)(de)色谱峰(feng)识(shi)别错误。同时,被截留的(de)(de)物(wu)质在分析周期(qi)里会被反向吹出预柱。

       60m的(de)毛(mao)细管色谱柱:长的(de)色谱柱,能够获得(de)最高的(de)分(fen)离效率,为优秀分(fen)析众多目标(biao)化(hua)合(he)物提供保证。

       全(quan)(quan)电动(dong)控件:系统内(nei)部采用全(quan)(quan)电动(dong)控件,相对于气动(dong)控件,能有效(xiao)降低仪器的(de)维护量。同时(shi)避免(mian)了气动(dong)阀门使用过程(cheng)中可能出现的(de)因漏气而造成的(de)气体损失。

性能参数:

GC5000 VOC色谱分析仪

功能:全天自动连续(xu)24h采(cai)样,使用两级富集,色谱柱(zhu)进行(xing)分离,分析C2~C5有(you)机物种;

量程范围(wei):0~300ppb;

检出限:0.05ppb(丙烷为例);

分析周期(qi):30~60min;

采(cai)样:

采样时间:0~99min(可调);

流量:10~50 ml/min(可调);

质量流量控制(zhi)计(MFC)控制(zhi);

采样体积:200~800 ml(可调);

富集(ji):

双极(ji)富集(ji):

一级富集柱(zhu):采(cai)样温度15°C,最(zui)高热解析温度350°C;

二(er)级(ji)富集柱:聚焦温度20°C,最(zui)高热(re)解析温度350°C;

加(jia)热速度:最大40°C/s;

色谱柱箱:

石英玻璃毛(mao)细管柱,长度30m~60m;

柱箱温度范围:40-210 °C;

升温速率:1-25 °C/min(以1 °C/min增加);

载气:N2,99.999%,3bar;

FID-氢火焰离(li)子化检测器;

要求(qiu)氢气(qi)(H2)和(he)助燃空气(qi)供应;

氢气,99.999%,3bar;

助燃空气,99.999%,3bar;

校(xiao)准:允许单点(dian)/多(duo)点(dian)校(xiao)准;

输出:智(zhi)能(neng)显示图(tu)谱、参(can)数规(gui)格、运行(xing)状态等,可通(tong)过(guo)系统(tong)菜(cai)单完成各种参(can)数的设(she)定、编辑及(ji)结果处理(li)等操作;

电源:220V 50HZ;

运行环境:

温度:0~40°C(如果温度超过温度范围(wei),需要加装(zhuang)空(kong)调);

相对(dui)湿度:5~95%无冷凝(ning);

外观(guan):19”×6 HU×600mm,标准机(ji)箱,重量35 kg;


GC5000 BTX色谱分析仪


功能:全(quan)天自(zi)动连(lian)续(xu)24h采样,使用单级富(fu)集,色谱柱进(jin)行分离,分析(xi)C6~C12有(you)机物种(zhong);

量程范围:0~300ppb;

检出(chu)限:0.03ppb(苯为例);

分析周期:30~60min;

采样:

采样时间:0~99min(可调)

流量:10~50 ml/min(可调)

质量(liang)流量(liang)控(kong)制计(MFC)控(kong)制

采样体积:200~800 ml(可调)

富集:

富集柱:采样温度30°C,最高热(re)解析温度350°C;

加热(re)速度:最大40°C/s;

色谱柱(zhu)箱(xiang):石英玻璃毛细管柱(zhu),长(zhang)度30m~60m;

柱箱温度范围:40-210 °C;

升温速率:1-25 °C/min(以(yi)1 °C /min增加);

载气:N2,99.999%,3 bar;

FID-氢火焰离子化(hua)检测器(qi) 

要求(qiu)氢气(H2)和助燃空气供应(ying);

氢气,99.999%,3 bar;

助燃空气(qi),99.999%,3 bar;

校(xiao)准:允(yun)许(xu)单点(dian)/多点(dian)校(xiao)准;

输出:智能显示图(tu)谱、参数(shu)规格、运行状态等,可(ke)通过系统菜单完成各种(zhong)参数(shu)的设定、编辑及结果(guo)处理等操作;

电源(yuan):220V 50Hz;

运(yun)行环境:

温(wen)度(du):0~40°C(如(ru)果温(wen)度(du)超过温(wen)度(du)范围,需(xu)要加装空调);

相对湿度:5~95%,无冷凝;

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

DIM 200校准模块(kuai)


功能:

(1)在GC5000BTX色谱分析仪控(kong)制下,完成(cheng)采样、校准所需流路的切换;

(2)精(jing)确控制零气和标准气流量(liang),实(shi)现对色(se)谱系(xi)统的校(xiao)准,稀释倍数1~2500;

供应(ying)气:

零气(纯(chun)净空气或氮气),3 bar;

标(biao)准气(qi):3 bar;

样品(pin)气;

流量控制(zhi):

标(biao)准气:2~100 ml/min;

零气(qi):100~5000ml/min;

精(jing)度:测量值(zhi)±0.5%;

质量流量控制计(MFC)控制;

两种(zhong)(可选)工作(zuo)方式:

(1)通过内部通讯路连接AMA色(se)(se)谱系(xi)统,由(you)色(se)(se)谱系(xi)统软(ruan)件控制,可最多执行20点自动校准或检验(yan)

(2)加装选配的独立运行软(ruan)件或外部(bu)控(kong)制接口,实现自主运行或通过外部(bu)数字I/O联机遥控(kong)工(gong)作时,可最多(duo)执(zhi)行5点自动校(xiao)准或检(jian)验

电源:220V 50Hz;

运行环境:

温(wen)(wen)(wen)度:0~40°C(如果温(wen)(wen)(wen)度超过温(wen)(wen)(wen)度范围,需(xu)要(yao)加装(zhuang)空调);

相对湿(shi)度:5~95%,无冷凝(ning);

外观:19“,3H标准机箱(xiang),重量4 kg


系统应用(yong):


       南京(jing)信息工程大(da)学(xue)大(da)气物(wu)理学(xue)院(yuan)朱彬老师利(li)用GC5000系(xi)统对(dui)(dui)大(da)气环境中VOCs(C2-C12)进行分(fen)析(xi)(xi),分(fen)析(xi)(xi)VOCs在不(bu)(bu)同的(de)(de)风(feng)(feng)向影响下,其浓(nong)度不(bu)(bu)同,并且不(bu)(bu)同的(de)(de)排(pai)(pai)放(fang)源(yuan)对(dui)(dui)VOCs总量贡(gong)献不(bu)(bu)同,VOC的(de)(de)浓(nong)度主要受(shou)风(feng)(feng)向的(de)(de)影响,表明(ming)VOC的(de)(de)初次排(pai)(pai)放(fang)来源(yuan)于(yu)本地,而且在城市东北区(qu)域内,VOC浓(nong)度受(shou)到区(qu)域传(chuan)输的(de)(de)影响,通过对(dui)(dui)丙(bing)烯同系(xi)物(wu)和(he)臭(chou)氧形成(cheng)(cheng)的(de)(de)潜在方法(fa)的(de)(de)评估。表明(ming)烯烃对(dui)(dui)臭(chou)氧的(de)(de)化学(xue)形成(cheng)(cheng)贡(gong)献量为57%-58%,利(li)用主成(cheng)(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)(xi)/绝对(dui)(dui)主成(cheng)(cheng)分(fen)受(shou)体模型分(fen)析(xi)(xi)。结果表明(ming),在该(gai)区(qu)域内,有39%的(de)(de)VOC主要来源(yuan)于(yu)车辆排(pai)(pai)放(fang),溶(rong)剂的(de)(de)使用和(he)工业来源(yuan)占到36%。


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