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环境空气中碳气溶胶检测
houjjun
2022/10/02
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气体检测
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环境空气中有机碳无机碳检测
碳气溶胶是大气气溶胶中的含碳组分,它是大气气溶胶中最复杂的一种成分,是环境空气中PM2.5颗粒物的主要成分,它在空气中会吸附很多有毒有害物质,含碳颗粒物会对人体及其它生物体的健康产生一定的负面影响。它还能对光线进行散射和吸收,从而影响能见度和气候。
现在世界各国开始陆续研究和检测环境空气中碳成分,其中总碳研究就在其中,总碳主要包括有机碳(OC)和元素碳(通常认为是EC,还有一部分黑碳BC)。
美国沙漠所就是这方面最早研究单位之一,并且研究生产出了DRI碳分析仪,引领和带动了全球碳分析的研究和检测。
DRI碳分析仪不是在线检测设备,它前期需要现场采样,用采样装置在规定的时间和地点把样品采集富集到采样膜上,把采样膜保存好带回实验室,用DRI碳分析仪检测分析。
DRI碳分析仪检测原理大概是,先把样品(从采样膜靠中心位置用专用工具取下一小片1平方厘米圆形采样膜样品膜)放到仪器样品托盘上,再通过推动装置把托盘送到装有催化剂的反应管中,将反应管推到高温氧化炉体内。随着高温氧化炉温度逐渐升高,利用碳的热挥发性将各形态的碳逐步解析(称热解法),再经过氧化炉加O2氧化,生成CO2,再过还原炉加H2还原,生成CH4,最后经FID检测器检测。该方法是热解法结合是光学法(称热光结合法),更准确地测定颗粒物中含碳物质的方法。根据光学原理不同,该方法分为热光透射法( TOT) 和热光反射法( TOR) 。
仪器的工作原理是基于不同温度下加热释放有机碳、元素碳,并用He-Ne激光分离OC、EC来进行测量的。
在热光炉中,先通入氦气,在无氧的气氛下程序升温,逐步加热颗粒物样品,使样品中有机碳挥发,之后通2%氧/98%氦混合气,在有氧气氛下继续加热升温,使得样品中的元素碳燃烧。释放出的有机物质经催化氧化炉转化生成的CO2,生成的CO2在还原炉中被还原成甲烷(CH4),再由火焰离子化检测器(FID)定量检测。有机碳成分都是在高温550℃前热解出来,元素碳是在550℃后热解出来。无氧加热时的焦化效应(charring,也称为碳化)可使部分有机碳转变为裂解碳(OCPyro)。 为检测出OCPyro的生成量,用633nm He-Ne激光全程照射样品,监测加热升温过程中反射光强(或透射光强)的变化,以初始光强作为参照,准确确定OC和EC的分离点。
在热谱图上,无氧加热时段与各个温度台阶相对应的碳为:OC1、OC2、OC3、OC4;而有氧加热步骤中对应各个温度台阶的碳为:EC1、EC2、EC3;其中,EC1中包含了OPC。检测样品对633 nm He/Ne激光的光强的变化,将反射光强回到初始光强的时刻定义为EC的起始点,从EC1中分离出OPC。因此,当一个样品测试完毕,有机碳和元素碳的8个组分(OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、 OCPyro )同时测出,仪器协议将总有机碳TOC定义为OC1+OC2+OC3+OC4+ OCPyro ,总元素碳 TEC定义为 EC1+EC2+EC3- OCPyro 。总碳=TOC+TEC。
现在对碳的分析和研究越来越多,我们可以利用DRI碳分析仪这款设备和分析方法进行全面广泛的研究分析,同时也可以参考该仪器和方法研究出更适用更高端更科学的仪器,为我国碳气溶胶分析研究做贡献。
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houjjun
第1楼
2022/10/07
碳排放指标出来后,这方面检测肯定会增多
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