大气VOCs吸附浓缩在线监测系统

一、产品概述

       大气VOCs吸附浓缩在线监测系统采用GC-FID、GC-MS双通道检测方法，满足《环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及监测方法》HJ 1010-2018标准要求，可同时实现环境空气中C2~C12不少于125种挥发性有机物的在线定性与定量分析。为用户提供实时、准确的空气VOCs组分信息。该系统检测限低、操作简单、容易维护，可安装在常规实验室或监测车内运行。

二、产品原理

      环境空气或标准气体等样品通过不同进样口被抽取进入AC-GCMS 1000双通道气体捕集系统；并通过超低温空管捕集技术，将样品中VOCs全组分高效捕集并浓缩于捕集管中，其中一级超低温冷阱，实现对VOCs的高效富集，同时有效除水、N2、O2、CO等物质；第二级常温阱，吸附去除CO2；第三级超低温冷阱实现VOCs的二次冷冻聚焦，优化VOCs出峰效果；再采用高达50℃/s的速率将样品快速加热气化并由载气带入GCMS完成在线定性与定量分析。

三、特点与优势

　　1）合理的进样周期设置：24小时全自动采样，周期内平均分布采样，采样周期≤60min；

　　2）三级高效预浓缩：三级钝化浓缩系统，实现对C2-C12碳氢化合物、卤化烃、含氧化合物、含硫化合物等挥发性有机物等一百多种VOCs的全组分浓缩富集；

　　3）成熟的数据处理系统：实时获取各组分浓度并自动绘制浓度变化曲线，可定制其他数据处理功能；

　　4）快速升温优化检测结果：FID/MS双通道检测，超快速升温解析实现高效脱附VOCs组分（升温速率≥50℃/s），有效减小进样峰展宽；

　　5）多种进样方式组合：可在线直接进样，也可采用苏玛罐、吸附管、气袋等方式实现离线进样；

　　6）完善的质控系统：可周期性插入空白或标准样品，满足系统质控要求，系统内置有用户安全登录、设备安全警报、操作日志，确保仪器安全运行。

四、应用领域

　　1）环境空气质量实时在线监测(VOCs/SVOCs)

　　2）化工园区VOCs/SVOCs的固定或流动监测

　　3）气象研究，如VOCs在环境中的迁移转化、灰霾成因研究

　　4）行业（涂料、石化、香料、烟草等）特定污染组分识别

五、应用案例

　　1）应用案例-2017厦门金砖国家峰会VOCs监测保障

　　　● TVOCs变化情况：

      　峰会开展期间，AC-GCMS持续在线监测大气污染状况，整体大气VOCs浓度呈下降后回升的趋势，与VOCs排放管控措施的实施效果较吻合。

　　　● 特殊VOCs日变化特征：

     　 AC-GCMS成功反映出植物源示踪物异戊二烯浓度的日变化规律，在正午达到高峰值与植物光合作用强度的变化相吻合。甲苯的光化学活性较高，白天期间甲苯污染浓度处于低值；而夜间光化学反应较弱，处于相对高值。

　　　● VOCs臭氧生成潜势（OFP）分析：

     　 峰会监测期间，芳香烃类化合物是主要的生成OFP组份，而卤代烃类化合物则是OFP贡献小的组分。总体上，并未出现各类VOC占比有突变的情况。

　　2）液化石油气（LPG）示踪物

        AC-GCMS能够有效检测LPG示踪物丙烷、正丁烷、异丁烷，具有很好的相关性，同时能够有效反映三种VOC的日变化趋势，能有效检测液化石油气中的挥发性组分。

　　3) 过程分析

       基于历史数据，分析臭氧观测浓度的长期变化规律、趋势，确定风场、气压场、地势高度场等信息，开展臭氧前体物VOCs的在线和离线观测，评估臭氧及其前体挥发性有机物污染状况和污染特征。

图： 2016-2019年7月O3与NO2/NO关系

　　4) 臭氧敏感性分析

      利用经验动力学模拟方法（EKMA曲线法）绘制出NOx-VOCs-臭氧等值曲线。确定该区域所属的是NOx敏感区、VOCs敏感区或NOx与VOCs协同控制区。基于EKMA曲线，计算出环境中若需最大程度削减臭氧所需的NOx与VOCs削减比例。判断环境空气臭氧污染形成的NOx与VOCs敏感性以及敏感性的时空变化规律。

图：攀枝花市弄弄坪站点EKMA曲线

　　5) 关键组分识别

       获取目标组分对应的最大增量反应活性（MIR），并根据《环境空气臭氧污染来源解析技术指南（试行）》，获取VOCs质量浓度与OFP的关系以及组分信息，提出相应的控制对策。从而获取拥有高浓度水平、高OFP水平的组分名单以及浓度水平较低却拥有高OFP浓度组分的组分信息。

图：市政府OFP与浓度关系

　　6）臭氧生成量估算

      利用箱体模型对获得的VOCs关键组分进行削减情景模拟。并获得臭氧生成对关键VOCs组分浓度变化的灵敏度即相对增量反应性（RIR），从而表示某一关键组分的臭氧生成率。

图：韶关臭氧相对增量反应活性结果图

　　7) 受体模型源解析

      利用实测的环境VOCs浓度水平数据，借助受体模型解析出总VOCs以及关键组分来源结构，以确定重点VOCs排放源，得出VOCs臭氧生成关键组分的各个来源占比。

图：六类污染源对VOCs的贡献

　　8) 控制对策及政策支撑

       利用在线EKMA曲线分析影响臭氧生成的主控因子，在模型情景拟合的输出结果基础上，提出多种针对性的VOCS:NOX的削减方案，满足在不同臭氧污染状况下进行分级管控，从而减少臭氧污染天数。

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途