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譜育科技全自動在線液相色譜法，實現對環境空氣OVOCs的準確監測
聚光 發布時間：2023-09-06 聚光 來源： 聚光 瀏覽量：9715


OVOCs監測的重要性


含氧VOCs (Oxygenated VOCs, OVOCs)，指含有氧化官能團的揮發性有機物，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：化石能源和生物質燃燒，工業排放，溶劑使用等）和植物排放等直接源，以及烴類有機物的經過大氣光化學反應后的氧化中間產物。

近年來，越來越多的研究證實我國大氣環境中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。


傳統OVOCs監測方法的局限性

 自動監測

 氣相色譜質譜法
  • 受環境溫濕度影響較大
  • 對色譜/質譜性能要求較高
  • 運維要求較高

光譜法：測量因子單一

 手工監測

  • 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


聚光科技自主孵化子公司譜育科技推出
環境空氣含氧類揮發性有機物自動監測系統


EXPEC  2200 環境空氣含氧類揮發性有機物自動監測系統由前處理儀、UV檢測器、超高壓二元泵等模塊組成。

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

 儀器核心參數


 測試條件


 測試結果


系統特點

全自動DNPH衍生化-液相色譜法技術

  • 實現至少13種醛酮OVOCs全自動監測

  • 高精度自動洗脫定容和進樣流程，精密度和準確度優于5%

 DNPH吸附柱在線制備與純化技術

  • 可實現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，導致系統空白濃度和方法檢出限大幅降低，并且遠優于現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，實現三流路同步自動化進行

  • 時間分辨率可調，最短可實現30min連續無盲點監測

采用氣標全流路質控

  • 相較于液標-液相色譜質控方法，能夠模擬實際外場環境采樣，更加合理，保證數據結果準確



應用效果

通過創新的DNPH吸附柱在線制備和純化技術，由EXPEC 2200 系統所制備再生的DNPH吸附柱，相比于其他廠家（數據來自本項目自行測試和文獻 “司利國等，2019，環境化學”），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。

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

 標定系統準確性

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

測試中發現，本標定系統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的高濃度殘留。另外，在本系統中實現了對標氣加濕功能，標氣濕度可調節，保障標定結果更能反映實際環境空氣條件下的系統響應情況。

 儀器間平行性和長期運行可靠性

為驗證系統在實際監測環境下的表現，將兩套樣機在同一地點進行實際環境樣監測比對。

比對結果顯示，兩套樣機數據相近可比，趨勢一致，解決了手工采樣后實驗室監測平行性較差的弊端。


此外，還對長期開展環境監測的設備，進行每日2 ppb標樣質控，結果顯示在長期（半個月）運行情況下，儀器穩定性較好，儀器質控誤差在均10%以內。



應用場景







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