高温傅里叶红外污染源排放连续在线监测系统

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。

近日，浙江省生态环境监测中心组织在杭州监测现场开展了《固定污染源废气 氨、氯化氢的测定 傅里叶红外吸收法》方法验证工作。谱育科技EXPEC 1680 便携式傅里叶红外光谱仪 受邀参与了该国家环境标准方法的验证实验。测试期间，谱育科技严格按照《环境监测分析方法标准技术导则》的有关规定，开展方法检出限、精密度、准确度、正确度验证，为进一步完善国家环境保护标准体系提供有力的技术、数据和服务支持。 标准验证过程中测试现场 标准参与单位 本次标准编制受中国环境监测总站委托，由浙江省生态环境监测中心承担主导；谱育科技子公司谱育检测、上海市生态环境监测中心、福建省生态环境监测中心、山东省生态环境监测中心、绍兴市生态环境监测中心、台州市生态环境监测中心6家单位共同完成方法验证工作。 标准定制意义 此标准主要适用于固定污染源废气污染物氨和氯化氢的现场快速测定，有助于提高固定污染源废气污染物氨 和 氯化氢现场测定的准确性和时效性，为环境管理部门监管执法提供及时、有效的技术支撑，增强环境管理部门监管效能。截至今日，EXPEC 1680 凭借其优异的性能已多次参与浙江、上海、重庆等省市国家标准与地方标准的制定与验证工作，为国家标准的制定与验证工作提供了相关的实验数据与参考意见。EXPEC 1680 便携式傅里叶红外光谱仪仪器无需进行样品前处理、不受水汽干扰，可直接进行烟气中SO2、CO、CO2、NO、NO2、HCl等因子的测定，全程高温伴热，尽可能还原烟气中真实的物质浓度。该产品的自主创新和成功研制，有效填补了国内该领域的空白。自仪器投入市场以来，成熟的技术和应用获得业界用户好评，目前已广泛应用于燃煤燃气电厂、垃圾焚烧厂、钢铁厂、快速应急监测等多个领域，为环境管理部门监管执法提供及时、有效的技术支撑。高可靠拥有更宽的温度、湿度的适用范围，IP53的防护等级，保证户外现场的正常使用；高集成➢可配置吹扫气瓶，可自动吹扫，无需人为干预；➢内置采样系统，实现自动控温、远程控制、连锁保护；➢自带北斗+GPS双定位系统，自动记录数据采集点信息，数据可追溯；高交互可视化触摸系统，仪器状态清晰，配有WIFI模块，实现远距离的无线通讯能力；多组分可实现多组分同时分析，快速扫描得到全谱吸收光谱图，同时定性、定量分析无机/有机气体。* 部分内容素材来源于浙江省环境监测中心往期精选谱育科技助力淮安市突发环境事件应急监测演练及培训活动

p 　　近日，安徽光机所环境光学中心FTIR课题组研制的傅里叶红外大气移动走航监测车正式交付雄安生态环境局使用，该技术将助力雄安新区建设成绿色生态宜居城市。 /p p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=12C9FDB51D0DE46B9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script /p p 　　建设绿色生态雄安新区是国家千年大计，生态环境规划被列为雄安新区规划体系的重要组成部分。为了快速、高效的推进雄安新区生态环境整治工作，雄安生态环境局提出建设“生态环境智慧监测体系”，采用最先进的监测手段和最有力度的举措，不断改善雄安新区生态环境质量。 /p p 　　大气移动走航监测车是雄安新区生态环境“四位一体”监测体系的重要组成部分，需要实现对指定区域突发环境污染气体、温室气体、腐蚀性气体、恶臭气体和挥发性有机物等多种组分进行实时走航观测。 /p p 　　经过大量前期调研和技术对比，中科院安徽光机所环境光学中心FTIR课题组自主研发的傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术，成为雄安新区大气移动走航监测车的首选监测技术。本次国产傅里叶变换红外光谱监测技术能够圆满承担雄安新区生态环境监测这一历史重任，得益于傅里叶红外光谱监测技术的技术优势，以及近些年国产傅里叶变换红外光谱监测技术的飞速发展： /p p 　　首先，FTIR技术具有多组分同时测量的优势，能够实现对特征污染物浓度分布的实时在线走航，且该技术能打破常规走航观测技术只能测量总挥发性有机物(TVOCs)，无法对具体特征污染物进行精确走航观测的不足。同时，FTIR技术在克服工业现场恶劣使用条件方面达到了国际先进水平。本次项目中，研发团队相继攻克了复杂背景条件下光谱定量解析、抗震性红外光谱仪设计、光谱干扰抑制等系列关键技术，确保了保质保量按时完成项目任务。 /p p 　　雄安新区本次采购的傅里叶红外大气移动走航监测车，可以实现多种特征污染物实时走航观测，可监测组分包含400多种大气污染物，是FTIR技术应用于车载走航观测的又一次成功应用，当前大气移动走航监测车正式交付并得到了高度评价，该车将在雄安新区生态环境质量改善中发挥重要作用。 /p p 　　本次雄安新区傅里叶红外大气监测车项目的成功实施，得益于课题组在国家各类军民项目强力支持中的长期技术积累，是课题组坚持“基础研究为根基，应用研究为茎叶”的协同创新发展理念结出的又一硕果，更是课题组致力于服务国家重大战略需求的重要体现。 /p p 　　 strong 关于研发团队: /strong /p p 　　中国科学院安徽光机所环境光学中心FTIR科研团队，是国内较早开展傅里叶变换红外光谱技术开发与应用研究的科研团队，团队坚持“基础研究为根基，应用研究为茎叶”的协同创新发展理念，以满足国家重大战略需求、服务国民经济发展主战场、解决影响人民生命健康的环境问题为己任，目前，已经发展成为我国傅里叶变换红外光谱技术开发和应用研究领域的一支重要力量。 /p p 　　20多年来，在刘文清院士和刘建国院长的指导下，在高闽光研究员的带领下，相继开展了环境大气红外光谱检测方法与技术、工业燃烧过程气体在线检测方法与技术、国防和公共安全气体检测方法与技术等方面的研究工作，为国家环境大气污染监控和治理提供了科学依据，为工业燃烧过程分析与控制提供了技术手段，为国家国防和公共安全提供了技术保障。 /p p 　　近年来，在园区有毒有害气体监测方面，先后承担或参与了总理基金攻关项目、国家863项目、国家重大仪器设备开发专项、国家科技支撑计划、国家重点研发计划、中科院重点部署等国家和地方科研任务。课题组自主开发的系列监测设备在监测范围，检测下限，测量组分，反演精度，尤其是环境适应性等方面，具有优越性，总体性能指标达到国际先进水平。其相关研究成果荣获2019年度国家科技进步二等奖、2019年度中国科学院科技进步促进发展奖和2018年度安徽省科技进步一等奖。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/fa69adfa-6dc2-45ee-a95d-7eff827fbf77.jpg" title=" 图1_副本.png" alt=" 图1_副本.png" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 大气傅里叶红外走航检测车实时结果展示& nbsp /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8c6e2a87-e661-461a-bb40-1c5ddbbb362c.jpg" title=" 图2_副本.jpg" alt=" 图2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 傅里叶红外大气移动走航监测车外景& nbsp /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f6d7a424-fbaf-4558-ab3f-090263d128bd.jpg" title=" 图3_副本.jpg" alt=" 图3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 傅里叶红外大气走航检测车内部布局图 /strong /p