几种温室气体在线监测仪介绍及其使用.docx
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几种温室气体在线监测仪介绍及其使用UseofSeveralCommonGreenhouseGasesMonitors1,21,2鲍雷许丽萍nitrousoxideandgaschromatographicmethodformethane,andimprovethelevelofdailymanagement,calibrationandmaintenanceoftheseequipment.Keywords:GreenhousegasesOnlinemonitorsPrinciplesMaintenanceanduse(1重庆市环境监测中心,重庆401147;2重庆市城市大气环境综合观测及污染防控重点实验室,重庆401147)摘要:通过对大气环境中主要温室气体的介绍,概述主要温室气体监测的重要性和必要性,介绍国家温室气体监测网络的建设情况和监测指标。为使广大环境科研或监测人员了解和掌握二氧化碳、氧化亚氮和甲烷等在线温室气体监测技术,提高对该类监测仪的日常管理、仪器校准和运行维护水平,作者根据多年的实践经验,针对上述常见温室气体在线监测仪进行较为全面的介绍,并总结其监测仪的日常运行维护经验。1引言温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,它们能使地球表面变得更暖。近年来引人注意的反常全球气温快速上升,主要是由于人为作用,使大气中温室气体的浓度急剧上升所导致的。温室气体的增加,加强了温室效应,是造成全球暖化的主要原因。为提升环境质量监测对减排成效的监测能力以及为我国履行国际公约、应对全球气候变化、维护国家经济社会发展权益提供有力技术支撑,2010年,中国环境保护部建立了比较完善的全国性温室气体监测网络,主要是在全国31个省会城市(含直辖市)设置了源区代表站(城市站)和14个国家级区域环境质量监测站(背景站),对CO2、CH4和N2O进行连续在线监测,并通过GC-MS等大型分析仪器对HFCs、PFCs和SF6进行实验室分析等。目前CO2、CH4和N2O温室气体在线监测技术发展比较成熟,本文根据笔者多年的实践经验,对国内外常用的几种温室气体在线监测仪设备工作原理和日常维护进行简要介绍和总结,为相关的工作人关键词:温室气体在线监测仪原理维护使用Abstract:Thispaperintroducedsomemajorgreenhousegasesintheatmosphereandsummarizedtheimportanceandnecessityofmonitoringthesegases.Nationalmonitoringnetworkandindexeswerepresented.Theauthorgaveacomprehensiveintroductionofonlinegreenhousegasesmonitors,andconcludeddailyoperationandmaintenanceexperiences,inordertohelpenvironmentalresearchersandmonitoringpersonnelstobetterunderstandonlinemonitoringtechnologies,应用研究APPLICATIONRESEARCHCHINAINSTRUMENTATION2014年第11期员提供参考。光强度削弱量大于参考腔的光强度削弱量。M/R值随CO2浓度的增加趋近于1,如图3所示。当测量室无CO2时,通过测量腔的红外光强信号2二氧化碳(CO2)在线监测2.1工作原理CO2在线监测方法主要是非分散红外吸收法,一个高能热元件产生一束强度已知带宽的光束I0,当该光束通过样品吸收池时,被吸收池两端的镜面向前或后多次反射,产生Lm长的吸收光程,出射光束经过滤波器时仅有4.3μm波长的单色光通过,其光强度I最后由光电检测器检测,吸收原理服从比尔定律,分析仪记录测量结果。大气中水蒸气同CO2一样在4.3μm波长处都有红外吸收,如何消除其干扰机理比较复杂。但主要是通过气体过滤相关轮,利用CO2气体的饱和吸收使测量腔和参考腔出射光强度产生差异,然后再测定两个出射强度的比值(M/R),而这个比值的大小不受干扰气体的影响,与被测CO2气体的浓度线性相关。此即CO2浓度真实计算方法原理。消除干扰光路示意图如图1、2、3、4所示。(1)当测量室不通过CO2气体时,出射光的强度以方波形信号出现,红外光交替通过测量腔和参考腔两者出射光的强度M/R值为2.4:1,如图1、2所示。CO2MEASCO2REF当测量室无CO时,通过参考2腔的红外光强信号图2消除干扰光路示意图当测量室通入一定浓度CO样气时,2通过测量腔的红外光强会减少M/R会减少当测量室通入一定浓度CO2样气时,通过参
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