[发明专利]一种对大气中N2O浓度的测量系统和方法无效
申请号: | 201010162476.7 | 申请日: | 2010-04-28 |
公开(公告)号: | CN102236002A | 公开(公告)日: | 2011-11-09 |
发明(设计)人: | 王迎红;王跃思 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大气物理研究所 |
主分类号: | G01N30/02 | 分类号: | G01N30/02;G01N30/20;G01N30/60 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 梁爱荣 |
地址: | 100029 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 大气 sub 浓度 测量 系统 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种高灵敏度、准确测定大气中N2O浓度的气相色谱的测量系统,适用于环境和科学研究对大气中N2O的浓度监测和通量研究。
背景技术
氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的大气微量温室气体,全球N2O年排放强度估算值具有很大的不确定性,为8.5~27.7Tg N yr-1。估算值的不确定性一方面在于估算模型的机理不完善,另一方面在于观测数据的准确性和代表性不足。这两个方面都必须依赖于对大气N2O浓度的准确定量。
目前世界上应用最广泛的N2O浓度分析方法是气相色谱法,通常使用电子捕获检测器(ECD)进行检测。目前国内外使用气相色谱-电子捕获器(GC-ECD)系统分析N2O浓度时并没有统一的规范和标准,分析柱类型、检测器温度和载气的使用多种多样。在使用ECD分析大气样品中的N2O浓度时,存在很多干扰因素。如气体样品中大量氧气的存在会对ECD的寿命造成损害,水汽及氯氟烃类等杂质会干扰N2O分析。通过对分析气路进行改进,采用外切及反吹方法,上述问题可以得到解决(如Mosier and Mack,1980;Loftfield et al.,1997;Wang and Wang,2003)。GC-ECD分析N2O时常采用的载气为氩甲烷(Ar-CH4)和高纯氮气(N2),Ar-CH4价格贵,运输受限制,因此目前大量N2O研究中GC-ECD系统均采用N2为载气。但仅使用N2为载气时,N2O检测灵敏度较低,而且气体样品中存在的CO2也会干扰N2O的准确测量(zheng et al.,2008)。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是在已有的氮气为载气的N2O测量技术上进行改进,为大气N2O浓度和排放通量的准确测定提供一种高灵敏度、快速的N2O测量系统和方法。
(二)技术方案
为达到上述目的,本发明的一方面,提供能高灵敏度测定大气中氧化亚氮的测量系统,包括分析检测部和缓冲气部,采用以下技术方案:
分析检测部由一个第一气动阀、一个第二气动阀、第一色谱柱、第二色谱柱、定量管、进样口和电子捕获检测器组成,进样口与第一气动阀相连,定量管与第一气动阀相连,第一色谱柱与第一气动阀相连;第二色谱柱7与第一气动阀和第二气动阀相连;
缓冲气部由一个三通接头、一个气体开关截止阀、一个气体流量控制阀、缓冲气钢瓶及减压阀组成,三通接头具有三个接口;气体开关截止阀具有一进口和一出口;减压阀的进口与缓冲气钢瓶连接,减压阀的出口与气体流量控制阀的进口连接,三通接头两个接口分别连接分析检测部的电子捕获检测器和第二气动阀,使电子捕获检测器与第二气动阀连通;三通接头的另一个接口与气体开关截止阀的出口端连接,气体开关截止阀的进口与气体流量控制阀的出口连接。
为达成上述目的,本发明的第二方面是利用对大气中N2O浓度测量的系统,实现对大气中N2O浓度进行测量的方法,将气体开关截止阀打开,调节气体流量控制阀使缓冲气钢瓶中10%的CO2缓冲气以2ml/min的流速进入电子捕获检测器,待测量系统稳定后,对样品进行分析,具体步骤如下:
步骤S1,样品填装步骤:将第一气动阀处于OFF位,第二气动阀处于OFF位;此时第一气动阀的第二阀孔和第三阀孔、第四阀孔和第五阀孔、第六阀孔和第七阀孔、第八阀孔和第九阀孔、第十阀孔和第一阀孔两两相通,定量管处于装填样品状态,气体样品从进样口进入,通过第一气动阀的第一阀孔进入,经第十阀孔充满定量管后,经第三阀孔,从第二阀孔流出;第一载气从第六阀孔进入,经第七阀孔流入第一色谱柱,清洗第一色谱柱后经第四阀孔从第五阀孔流出;第二载气从第九阀孔进入,经第八阀孔清洗第二色谱柱后,经第二气动阀的第十一阀孔从第十二阀孔流出;第三载气通过第二气动阀的第十三阀孔和第十四阀孔流过电子捕获检测器形成基线;
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