便携式联氨分析仪

氨是大气中最主要的碱性气体，在二次气溶胶颗粒物生成中扮演着重要角色，是引发重霾污染和过量氮沉降的重要活性氮，在农业生产中，氨挥发也是农田氮养分损失的主要途径。因氨具有强表面吸附力和水溶性等特性，大气氨浓度和地气氨交换通量的原位准确测量一直是学界的一大挑战，目前国际上主流的测量仪器大多采用闭路吸入式的构造，采样管路的吸附效应一直制约着大气氨浓度的快速高频高精度测量。与此同时，闭路仪器和搭配使用的外置抽气泵均要求交流供电，这意味着目前绝大多数的大气氨通量观测只能在少数电力条件允许的环境下开展。中科院大气物理研究所王凯和郑循华所在的碳氮循环团队和宁波海尔欣光电科技有限公司深入合作，研发了一款便携式、高精度、快响应的开路多通池激光氨分析仪（图1）。这款仪器基于可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术，采用了分布反馈式量子级联激光（DFB-QCL）的光源，其开放式的光路结构，解决了传统闭路仪器管路吸附引起的测量误差，光机电软各个部分高度集成，可完全由太阳能驱动运行，适合野外条件使用。研究团队基于实验室和野外观测试验，对这款仪器的稳定性、测量精度、准确度等指标进行评价，并以它为核心部件，集成开发了一套基于大气湍流方法（涡动相关法）的氨通量观测系统（图2），这是目前测量地气氨交换通量的理想方法。图1 HT8700型开路氨分析仪及其结构图图2 大气氨通量涡动相关法观测系统野外测试结果显示，这款开路氨分析仪可在-15至40度的环境温度下稳定运行，10 Hz采样频率的测量精度（1σ）达0.302 nmol mol-1（即ppbv），半小时氨通量检测限为7.1 ± 1.1 μg N m-2 h-1。凭借这一灵敏度，该通量观测系统能准确有效地测量农田、养殖场等强排放源的氨排放通量，也可有效测量大多数区域的大气氨沉降速率。这款国产仪器的问世，为大气氨浓度和地表与大气间的氨交换通量测量提供了一种先进工具，也将助力国内大气环境学、生态学、农学等领域的氮循环研究。图3 亚热带稻田施肥期间观测的大气氨浓度和地面氨排放通量上述研究工作由国家自然科学基金委面上项目（41975169）和中国科学院从0到1原始创新项目（DBS-LY-DQC007）资助，相关成果发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。　文章引用：Wang K.*, Kang P., Lu Y., Zheng X.H., Liu M.M., Lin T.J., Butterbach-Bahl K., Wang Y.*, 2021. An open-path ammonia analyzer for eddy covariance flux measurement. Agricultural and Forest Meteorology 308–309: 108570.文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108570原文转自中国科学院大气物理研究所

近日宁波海尔欣光电科技喜讯连连。此次通过与河南泰斯特环保科技有限公司合作，我司两套LGM1600系列便携式氨分析仪中标河南省鹤壁生态环境监测中心，将投用于河南省大气污染物监测能力建设项目。 图一 LGM-1600便携式氨分析仪 从LGM1600系列便携式氨分析仪的连番中标，体现了两个事实： 其一是国家对治理氨气排放的决心。转眼又到雾霾高发的冬季，许多科学研究已经证明大气中的氨是PM2.5的重要前体物，因此治雾霾必先治氨。日前我们也关注到今年5月河南省生态环境厅所发布关于《固定污染源废气氨排放连续监测技术规范》公开征求意见的公告，该文件规定了固定污染源废气排放连续监测系统中的氨排放和有关废气参数连续监测系统的组成和功能、技术性能、监测站房、安装、技术指标调试检测、技术验收、日常运行管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理的有关要求，适用氨排放连续监测系统的建设、运行和管理。 图二 氨是雾霾的重要前体物之一 其二是宁波海尔欣光电科技LGM1600便携式氨分析仪确实受到的用户的认可。我司拥有中红外激光气体分析技术，相较与传统的近红外分析仪拥有更高的精度和灵敏度。同时考虑国内的使用环境与便利性，LGM1600便携式氨分析仪操作方便、使用过程中无需频繁对光，抽取式的设计能够利用采样系统中的过滤装置，避免原位式分析仪直接面对烟道内的粉尘影响而产生的测量偏差。在国家积极推进国产仪器的呼声下，LGM1600便携式氨分析仪的性能和服务质量将能满足各省市对于氨排放监测的要求。 图三 氨在中红外波段的吸收峰强度是在近红外的100倍，能实现更高灵敏度的测量 图四 LGM1600系列中红外（MIR）氨分析仪对比商业近红外（NIR）氨分析仪，显示更快的反应时间和更高的精度

近期，宁波海尔欣光电科技与河北卓能电力科技有限公司合作，凭我司LGM-1600便携式高精度激光氨逃逸分析仪搭配先进伴热采样系统，中标国网河北省电力有限公司电力科学研究院。 图一 海尔欣光电科技LGM-1600便携式氨逃逸分析仪 图二 本次中标LGM-1600搭配的采样系统 宁波海尔欣光电科技有限公司的LGM-1600系列便携式高精度激光氨逃逸分析仪基于第二代半导体量子级联激光器（QCL）技术，准确选择氨分子在中红外波段的高强度吸收谱线，实现对氨分子的高选择、抗干扰、高精度的测量。其单光程设计在高温使用现场中，热致光路影响小，无需现场光路矫正，维修周期长。测试数据显示仪器具有测量线性度好、准确度高、精度高、误差小的优点。 随着各级政府于各行业中的“超低排放”呼声，我们可以看到作为烟气脱硝过程的关键工艺指标，氨逃逸检测分析的需求也日益增多。LGM1600不仅满足各省市对于氨排放的要求，并能以更短的响应时间、更准确的测量精度、更稳定的零点漂移与跨度漂移优等性能于同类型设备脱颖而出，积极助力中国氨排放治理。 图三 LGM1600便携式氨逃逸分析仪工作指标