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OVOCs監(jiān)測的重要性

含氧VOCs (Oxygenated VOCs, OVOCs)，指含有氧化官能團(tuán)的揮發(fā)性有機(jī)物，包含醛類，酮類，醇類，酸類等，大氣中以醛酮類活性最強(qiáng)。

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(zhì)燃燒，工業(yè)排放，溶劑使用等）和植物排放等直接源，以及烴類有機(jī)物的經(jīng)過大氣光化學(xué)反應(yīng)后的氧化中間產(chǎn)物。

近年來，越來越多的研究證實(shí)我國大氣環(huán)境中OVOCs濃度較高，并且對(duì)臭氧生成的貢獻(xiàn)最高可達(dá)80%，二次有機(jī)氣溶膠貢獻(xiàn)最高可達(dá)30%。

這主要是因?yàn)橐环矫妫?OVOCs可作為前體物，通過與自由基直接反應(yīng)，參與光化學(xué)過程。另一方面，OVOCs還可以通過光解直接產(chǎn)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(tǒng)OVOCs監(jiān)測方法的局限性

自動(dòng)監(jiān)測

氣相色譜質(zhì)譜法

受環(huán)境溫濕度影響較大

對(duì)色譜/質(zhì)譜性能要求較高

運(yùn)維要求較高

光譜法：測量因子單一

商品化DNPH柱背景值高，容易受污染與干擾

未對(duì)采樣過程進(jìn)行全流程質(zhì)控，測量誤差偏大

操作過程因素控制不嚴(yán)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(huán)境空氣含氧類揮發(fā)性有機(jī)物自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

EXPEC 2200 環(huán)境空氣含氧類揮發(fā)性有機(jī)物自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)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(fā)的全自動(dòng)在線DNPH衍生-液相色譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)13種(HJ 683-2014)/16種(HJ 1154-2020) 醛酮的高精度連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測。解決傳統(tǒng)氣相色譜質(zhì)譜監(jiān)測手工比對(duì)誤差過大，以及手工法監(jiān)測背景值高和平行性差等問題。

儀器核心參數(shù)

系統(tǒng)特點(diǎn)

全自動(dòng)DNPH衍生化-液相色譜法技術(shù)

實(shí)現(xiàn)至少13種醛酮OVOCs全自動(dòng)監(jiān)測
高精度自動(dòng)洗脫定容和進(jìn)樣流程，精密度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5%

DNPH吸附柱在線制備與純化技術(shù)

可實(shí)現(xiàn)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(dǎo)致系統(tǒng)空白濃度和方法檢出限大幅降低，并且遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有商品化吸附柱和手工采樣方法

24h無盲點(diǎn)采樣分析

“采樣-洗脫進(jìn)樣-涂敷再生”三流路并行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)三流路同步自動(dòng)化進(jìn)行
時(shí)間分辨率可調(diào)，最短可實(shí)現(xiàn)30min連續(xù)無盲點(diǎn)監(jiān)測

采用氣標(biāo)全流路質(zhì)控

相較于液標(biāo)-液相色譜質(zhì)控方法，能夠模擬實(shí)際外場環(huán)境采樣，更加合理，保證數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確

應(yīng)用效果

通過創(chuàng)新的DNPH吸附柱在線制備和純化技術(shù)，由EXPEC 2200 系統(tǒng)所制備再生的DNPH吸附柱，相比于其他廠家（數(shù)據(jù)來自本項(xiàng)目自行測試和文獻(xiàn) “司利國等，2019，環(huán)境化學(xué)”），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(duì)系統(tǒng)空白的降低和精密度的提升， EXPEC 2200可將13種醛酮物質(zhì)方法檢出限降低至0.1ppb以下，使得對(duì)于低濃度下的環(huán)境空氣OVOC組分也能夠較好檢出和定量，大幅優(yōu)于現(xiàn)有手工采樣方法。

標(biāo)定系統(tǒng)準(zhǔn)確性

EXPEC 2200 可采用全流程氣標(biāo)質(zhì)控，質(zhì)控結(jié)果更準(zhǔn)確。在氣標(biāo)全流路質(zhì)控情況下，部分醛酮類物質(zhì)回收率達(dá)不到100%。特別是丙烯醛，衍生吸收效率不到50%，如果用液標(biāo)質(zhì)控結(jié)果計(jì)算濃度，會(huì)使得濃度偏低。而采用氣標(biāo)質(zhì)控，更能準(zhǔn)確反應(yīng)待測物種的實(shí)際濃度。此外，在標(biāo)定系統(tǒng)中，全流路管實(shí)現(xiàn)惰性化并伴熱，降低吸附影響。

測試中發(fā)現(xiàn)，本標(biāo)定系統(tǒng)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(qiáng)物質(zhì)的高濃度殘留。另外，在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)氣加濕功能，標(biāo)氣濕度可調(diào)節(jié)，保障標(biāo)定結(jié)果更能反映實(shí)際環(huán)境空氣條件下的系統(tǒng)響應(yīng)情況。

儀器間平行性和長期運(yùn)行可靠性

為驗(yàn)證系統(tǒng)在實(shí)際監(jiān)測環(huán)境下的表現(xiàn)，將兩套樣機(jī)在同一地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際環(huán)境樣監(jiān)測比對(duì)。

比對(duì)結(jié)果顯示，兩套樣機(jī)數(shù)據(jù)相近可比，趨勢一致，解決了手工采樣后實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測平行性較差的弊端。

此外，還對(duì)長期開展環(huán)境監(jiān)測的設(shè)備，進(jìn)行每日2 ppb標(biāo)樣質(zhì)控，結(jié)果顯示在長期（半個(gè)月）運(yùn)行情況下，儀器穩(wěn)定性較好，儀器質(zhì)控誤差在均10%以內(nèi)。

應(yīng)用場景