便携式红外排放气体分析仪

项目内容：中科院南京地理与湖泊研究所水域系统CH4排放量观测项目项目时间：2023年12月项目地点：鄱阳湖站点 温室气体甲烷（CH4）的排放问题已经成为全球关注的焦点。近年来，其排放量加速增长，导致大气中CH4浓度不断创新高。政府间气候变化专门委员会（IPCC）、世界气象组织（WMO）以及众多研究机构的科学家们纷纷发出警告：CH4浓度已到达“火警时刻”，必须采取紧急行动减少CH4温室气体的排放。要实现减排，首先需要明确各个系统的CH4排放量及其对整体排放的贡献。其中，湖泊湿地等水域贡献了全球超过一半的CH4排放量。这意味着，准确评估水域系统CH4排放量对于掌握CH4排放增长背后的驱动因素具有至关重要的意义。宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了 HT8840便携式高精度温室气体分析仪，用以测量鄱阳湖站点的CH4排放量。HT8840便携式高精度温室气体分析仪可提供高精度的测量数据，这不仅有助于了解水域系统CH4排放的实际情况，也为制定相应的减排策略提供了科学依据。HT8840便携式多组分高精度温室气体（二氧化碳/CO2、甲烷/CH4、水/H2O）分析仪由宁波海尔欣光电科技有限公司（HealthyPhoton Co.,Ltd）自主研发、生产和销售，为“昕甬智测”品牌国产创新产品。该系列仪器基于量子级联激光技术设计，利用气体分子在中远红外的“指纹”吸收谱，使用半导体量子级联激光器（QCL）作为光源，使激光通过中红外增强型光腔，被中红外光电探测器接收透射光并提取和分析透射光谱，准确反演获得目标温室气体成分的浓度，实现对目标温室气体分子的更精确、更及时、更科学的测量。HT8840便携式高精度温室气体分析仪在便携的仪器箱内实现快速响应的高精度温室气体测量，采用独立强吸收谱线，使其不受其他气体分子光谱的交叉干扰。该系列气体分析仪能够可由太阳能或锂电池供电，实现温室气体浓度的定点或移动连续观测。在全球变暖的背景下，水域CH4排放成为一个重要的研究领域，准确评估水域系统的CH4排放量对于掌握其增长背后的驱动因素至关重要。HT8840分析仪在此类观测项目中发挥了关键作用，为科学家们提供了高精度的测量数据，有助于更好地理解水域系统的温室气体排放机制，并为未来的减排工作提供科学支持。

岛津新型便携式气体浓度分析仪CGT-7100日前在中国上市。便携式气体浓度分析仪CGT-7100为全内置型分析仪，将样气制冷器和泵等预处理单元内置于主机中，采用All in One设计实现单机即可测量。该分析仪既可用于CO、CO2 、CH4气体高浓度测量，又可用于燃烧器研究开发及品质管理、氢燃料电池实验、温室气体CH4、CO2研究以及CO2的固定、回收等相关研究用途。在天然气制氢燃料改质装置使用的催化剂研究中，可应用于微小流量且高浓度的CO、CO2浓度检测。该产品具有拆卸部件少、简洁、故障率低及易于维护等优点。 便携式气体浓度分析仪CGT-7100有以下类型：类型1：一般燃烧废气排放气体监测用CO-CO2-O2检测仪类型2：温室气体监测用CH4-CO2检测仪类型3：燃烧器检查及研究监测用CO-CO2检测仪类型4：燃料电池研究用CO-CH4检测仪类型5：催化剂研究用CO-CO2检测仪（小流量监测类型）CGT-7100外观

近年来，突发环境事件时有发生，在发生污染事故，造成环境污染的紧急情况下，事故发生单位和政府必须快速采取措施、锁定污染物，因此，及时开展应急监测工作是必不可少的。 根据《突发环境事件应急监测技术规范》等有关要求，发生污染事故时，需要对厂界、辐射区域范围内大气敏感点进行多方位气体监测。监测点位的设置需要根据事故现场环境及严重程度来判断，实行多点位监测。在监测过程中根据外部环境的变化及时调整采样点位。 综上所述，《突发环境事件应急监测技术规范》对污染事故应急监测提出很高的要求，由于污染事故具有突发性、不确定性、扩散速度快以及后果的不可控性等特点，为了最大程度地控制事态扩大、减轻污染危害，对事故发生初始阶段的应急监测尤为重要，同时，对应急监测设备也提出了极大的挑战。1应急监测设备必备的性能便携性：事故发生现场地点具有多样性，如：山林火灾的监测、化工厂爆炸、工业泄露、加油站爆炸、恐怖袭击的生化毒气等等，应急人员需要在短时间内携带设备前往事故现场，并在现场进行移动、穿插，这对设备的便携性提出严格要求。功能性：事故类型不同，产生的有毒、有害气体种类及气体组分是不同的，这对分析仪监测气体组分的数量、精准度以及应对复杂场景提出严苛要求。快速性：在有限的时间快速了解事故发生现场气体种类及大致含量是制止事态扩大和减轻污染危害的重要条件，这对分析仪的检测速度、分析周期提出更高要求。 乐氏科技的便携式傅里叶红外气体分析仪能够完全满足上述条件。仪器搭配了PLS偏最小二乘法作为化学计量方法，采用先进的光谱预处理方法，使得仪表在复杂的环境空气中适用性更强，测量结果更准确、更科学。是突发性环境污染事故应急监测的好帮手。2工作原理 采用傅里叶变换红外光谱技术（FTIR Spectrometer）进行气体分析。它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪。主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。可以对样品进行定性和精细定量分析。 图1 光谱信息产生机理 图2 光谱信息产生机理3产品特点测量精度高，优于标定的±2%；光谱范围宽； 高分辨率分析模式； 定性、定量种类丰富，定性可达5578种 ；分析周期短、可连续在线监测； 抗光谱干扰能力强；预热时间短。4应用案例 2022年9月，乐氏科技在某疾控防疫中心实验室现场试验，对用户提前配制好的混合有机溶剂进行现场分析（配制的样品组分包含：苯系物、三氯乙烯、二乙醇、甲酸），以检验便携式傅里叶红外气体分析仪在分析VOCs性能方面的表现。图3 实验室测试现场通过一个周期的测试，结果显示：傅里叶红外气体分析仪能够非常快速、准确地检测出实验混合物中的气体组分，并进行定量分析。图4 仪器采集的原始样品谱图样品原始谱图中包含有丰富的VOCs组分特征谱带，说明仪器红外响应非常灵敏。图5 样品原始谱图与三氯乙烯标准谱图比对两者特征谱带出现的位置及形状相似度极高，因此仪器准确地分析出了混合样品中的三氯乙烯样品。图6 样品原始谱图与苯标准谱图比对样品原始谱图与苯标准谱图在2800cm-1—3200cm-1内比对，两者特征谱带出现的位置及形状相似度极高，因此仪器精准分析出了混合样品中的苯。 通过上述多组对比，很好地证明乐氏科技便携式傅里叶红外气体分析仪在VOCs分析方面具有很高的红外灵敏度和响应，非常适合在环境空气应急检测或职业卫生检测行业的应用。