[發明專利]一種大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統和方法

在審

• 申請號: 202010458090.4
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111487358A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 廖旭;張嫻;張晗;張子興;張丹丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: G01N30/24
• 分類號: G01N30/24;G01N30/60;G01N30/54;G01N30/06
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

本發明屬于大氣揮發性有機物分析領域，公開了一種大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統和方法。該系統包括全自動進樣裝置和分析裝置；全自動進樣裝置包括通過多通道切換器切換控制開與關的多個氣體進樣通道；分析裝置包括依次連通的預濃縮儀、低溫T型冷阱以及并聯雙柱雙檢測器；低溫T型冷阱包括填料柱以及套設于填料柱上的套管，填料柱和套管之間具有空隙，套管中間段設置有入口且兩端設置有出口；并聯雙柱雙檢測器由并聯的兩個檢測支路組成，一路由依次連通的色譜柱I和MSD檢測器組成，另一路由依次連通的色譜柱II和FID檢測器組成。該大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統能夠實現自動進樣并能夠實現C2?C12全組分檢測。

技術領域

本發明屬于大氣揮發性有機物分析領域，具體涉及一種大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統和方法。

背景技術

揮發性有機物(VOC)是除顆粒物以外的第二大分布廣泛和種類繁多的排放物，具體包括非甲烷烴類、含氧有機物、含氯有機物、含氮有機物、含硫有機物等，是光化學過程的二次空氣污染物，其中PAMS也是二次有機氣溶膠的重要前體。自2013年“大氣污染防治行動計劃”實施以來，全國環境空氣質量持續改善，但是一些地方環境污染仍是異常突出，環境污染物的檢測和監控仍不可松懈，尤其VOCs中的許多物質對人體和各種感官有刺激作用，且具有一定的毒性，甚至會對環境安全和人類健康產生極大危害，是人們持續關注的對象之一。

對于檢測VOCs的國內外標準有：國家環境標準HJ 759-2015和美國標準EPA TO-15，要求使用蘇碼罐采樣，結合預濃縮-氣質聯用分析環境空氣中VOCs。現有氣質聯用通常分析的物質包括TO-15和PAMS，其中，TO-15包括烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧有機物等，PAMS是指從C2到C12的非甲烷碳氫化合物。由于VOCs種類繁多，僅采用氣相色譜分析，容易發生化合物干擾；采用預濃縮儀(8910，Nutech)-氣相色譜質譜儀(GC2010QP PLUS)聯用，雖然可以測得C4-C12等101種組分，但是低碳鏈(C2-C3)組分的烷烴、烯烴、炔烴的靈敏度卻比較低而無法檢測。而C2-C3組分的烷烴、烯烴、炔烴在工業上應用廣泛，易燃燒，烯烴組分具有一定的毒性，對環境和人體健康都有一定的危害，因此監測C2-C3低碳鏈組分的烷烴、烯烴、炔烴可為大氣質量安全提供技術支持。

發明內容

本發明的目的是為了克服采用現有的預濃縮儀-氣相色譜質譜儀聯用僅能夠測得C4-C12這些組分而無法實現C2-C3組分的分離檢測的缺陷，而提供一種能夠實現C2-C12全組分檢測且能夠實現自動進樣的分析系統和分析方法。

具體地，本發明提供了一種大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統，其中，所述大氣揮發性有機物全成分自動化分析系統包括全自動進樣裝置和分析裝置；所述全自動進樣裝置包括多個氣體進樣通道，不同氣體進樣通道的開關通過多通道切換器切換控制；所述分析裝置包括依次連通的預濃縮儀、低溫T型冷阱以及并聯雙柱雙檢測器；所述低溫T型冷阱包括填料柱以及套設于填料柱上的套管，所述填料柱和套管之間具有空隙，所述套管中間段設置有液態CO₂入口且兩端設置有液態CO₂出口，且液態CO₂入口的開啟與關閉通過開關控制；所述并聯雙柱雙檢測器由并聯的兩個檢測支路組成，一路由依次連通的色譜柱I和MSD檢測器組成，另一路由依次連通的色譜柱II和FID檢測器組成；所述全自動進樣裝置的氣體進樣通道出口與預濃縮儀的入口連通，所述預濃縮儀的出口與低溫T型冷阱中填料柱的入口連通，所述低溫T型冷阱中填料柱的出口一路依次與色譜柱I和MSD檢測器連通，另一路依次與色譜柱II和FID檢測器連通。

進一步的，所述全自動進樣裝置的氣體進樣通道的個數為8-12。

進一步的，所述全自動進樣裝置的氣體進樣通道的直徑為1-2mm，最大氣密性為0.8-1MPa，最大耐水壓為1-1.2MPa。

進一步的，所述全自動進樣裝置的多通道切換器內觸及氣體的材質為聚四氟乙烯。