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譜育科技全自動在線液相色譜法，實現(xiàn)對環(huán)境空氣OVOCs的準確監(jiān)測

更新時間：
2023-09-01
來源：
譜育科技
瀏覽量：
564

Part 1：OVOCs監(jiān)測重要性

含氧VOCs (Oxygenated VOCs, OVOCs)，指含有氧化官能團的揮發(fā)性有機物，包含醛類，酮類，醇類，酸類等，大氣中以醛酮類活性最強。

大氣中OVOCs來源十分豐富，包含人為源（例如：化石能源和生物質(zhì)燃燒，工業(yè)排放，溶劑使用等）和植物排放等直接源，以及烴類有機物的經(jīng)過大氣光化學反應后的氧化中間產(chǎn)物。

近年來，越來越多的研究證實我國大氣環(huán)境中OVOCs濃度較高，并且對臭氧生成的貢獻最高可達80%，二次有機氣溶膠貢獻最高可達30%。

這主要是因為一方面， OVOCs可作為前體物，通過與自由基直接反應，參與光化學過程。另一方面，OVOCs還可以通過光解直接產(chǎn)生自由基，提升大氣氧化性，這兩方面作用加劇了二次大氣污染物的生成。

Part 2：傳統(tǒng)OVOCs監(jiān)測方法的局限性

自動監(jiān)測

- 氣相色譜質(zhì)譜法

1. 受環(huán)境溫濕度影響較大

2. 對色譜/質(zhì)譜性能要求較高

3. 運維要求較高

- 光譜法：測量因子單一

手工監(jiān)測

商品化DNPH柱背景值高，容易受污染與干擾；

未對采樣過程進行全流程質(zhì)控，測量誤差偏大；

操作過程因素控制不嚴格，人為因素影響較大；

Part 3：譜育科技推出環(huán)境空氣含氧類揮發(fā)性有機物自動監(jiān)測系統(tǒng)

EXPEC 2200 環(huán)境空氣含氧類揮發(fā)性有機物自動監(jiān)測系統(tǒng)由前處理儀、UV檢測器、超高壓二元泵等模塊組成。

基于自主研發(fā)的全自動在線DNPH衍生-液相色譜技術，實現(xiàn)對13種(HJ 683-2014)/16種(HJ 1154-2020) 醛酮的高精度連續(xù)在線自動監(jiān)測。解決傳統(tǒng)氣相色譜質(zhì)譜監(jiān)測手工比對誤差過大，以及手工法監(jiān)測背景值高和平行性差等問題。

儀器核心參數(shù)

測試條件

測試結(jié)果

系統(tǒng)特點

全自動DNPH衍生化-液相色譜法技術

? 實現(xiàn)至少13種醛酮OVOCs全自動監(jiān)測

? 高精度自動洗脫定容和進樣流程，精密度和準確度優(yōu)于5%

DNPH吸附柱在線制備與純化技術

? 可實現(xiàn)吸附小柱的在線制備，減少耗材使用

? 大幅減少吸附柱空白濃度，導致系統(tǒng)空白濃度和方法檢出限大幅降低，并且遠優(yōu)于現(xiàn)有商品化吸附柱和手工采樣方法

24h無盲點采樣分析

? “采樣-洗脫進樣-涂敷再生”三流路并行設計，實現(xiàn)三流路同步自動化進行

? 時間分辨率可調(diào)，最短可實現(xiàn)30min連續(xù)無盲點監(jiān)測

采用氣標全流路質(zhì)控

? 相較于液標-液相色譜質(zhì)控方法，能夠模擬實際外場環(huán)境采樣，更加合理，保證數(shù)據(jù)結(jié)果準確

Part 4：應用效果

更低的系統(tǒng)空白與檢出限

通過創(chuàng)新的DNPH吸附柱在線制備和純化技術，由EXPEC 2200 系統(tǒng)所制備再生的DNPH吸附柱，相比于其他廠家（數(shù)據(jù)來自本項目自行測試和文獻 “司利國等，2019，環(huán)境化學”），有效降低小柱空白，50 L采樣體積下甲醛、乙醛、丙酮等空白均降至0.1 ppb以下。

通過對系統(tǒng)空白的降低和精密度的提升， EXPEC 2200可將13種醛酮物質(zhì)方法檢出限降低至0.1ppb以下，使得對于低濃度下的環(huán)境空氣OVOC組分也能夠較好檢出和定量，大幅優(yōu)于現(xiàn)有手工采樣方法。

標定系統(tǒng)準確性

EXPEC 2200 可采用全流程氣標質(zhì)控，質(zhì)控結(jié)果更準確。在氣標全流路質(zhì)控情況下，部分醛酮類物質(zhì)回收率達不到100%。特別是丙烯醛，衍生吸收效率不到50%，如果用液標質(zhì)控結(jié)果計算濃度，會使得濃度偏低。而采用氣標質(zhì)控，更能準確反應待測物種的實際濃度。此外，在標定系統(tǒng)中，全流路管實現(xiàn)惰性化并伴熱，降低吸附影響。

測試中發(fā)現(xiàn)，本標定系統(tǒng)所采用惰性化的混氣管，可以有效減少丙酮和苯甲醛等吸附性較強物質(zhì)的高濃度殘留。另外，在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了對標氣加濕功能，標氣濕度可調(diào)節(jié)，保障標定結(jié)果更能反映實際環(huán)境空氣條件下的系統(tǒng)響應情況。

儀器間平行性和長期運行可靠性

為驗證系統(tǒng)在實際監(jiān)測環(huán)境下的表現(xiàn)，將兩套樣機在同一地點進行實際環(huán)境樣監(jiān)測比對。

比對結(jié)果顯示，兩套樣機數(shù)據(jù)相近可比，趨勢一致，解決了手工采樣后實驗室監(jiān)測平行性較差的弊端。