[發明專利]一種大氣中消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體的測定方法及測定裝置

在審

• 申請號: 202211147123.9
• 申請日: 2022-09-20
• 公開（公告）號: CN115494172A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 單丹瀅;姚志梟;李凱;曹冠;張秀蘭;陳春榕;杜禎宇;董樹平;湯卡;張烴
• 申請（專利權）人: 國家環境分析測試中心
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/30;G01N30/20;G01N30/60;G01N30/72
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳靜

本發明屬于環境監測技術領域，具體涉及一種大氣中消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體的測定方法及測定裝置。本發明將采用定量環取樣，獲得氣體樣品；將氣體樣品導入色譜柱A進行分離，將經色譜柱A無法分離的氣體樣品導入色譜柱B進行分離，將經色譜柱B分離后的氣體樣品再次導入色譜柱A進行分離；將分離后的氣體樣品通過色譜柱C后進入檢測器，進行組分分析。本發明通過由色譜柱A及色譜柱B組成的雙柱組合系統實現消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體中44種組分的完全分離，本發明檢出限可以達到0.2ppmv以下，1ppmv濃度水平下測量精度可以達到5％以內，能保證檢測的穩定性和準確性。

技術領域

本發明屬于環境監測技術領域，涉及一種大氣中消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體的測定方法及測定裝置。

背景技術

地球接受太陽發射的各種波長輻射，一部分被大氣反射回外空間，另一部分透過大氣層被地面吸收后再反射長波輻射至大氣中，被大氣中能夠吸收長波輻射的氣體，如水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亞氮(N₂O)、氟利昂、甲烷(CH₄)和SF₆、NF₃、氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)(本發明統稱為含氟溫室氣體(F-GHGs))等截留轉化為熱量，這些氣體被稱為溫室氣體，大氣中溫室氣體含量過多就會破壞地球的熱平衡從而引發溫室效應。另一方面消耗臭氧層物質(ODS)，包括氯氟碳化合物(CFCs)、氫氯氟碳化物(HCFCs)、哈龍(Halon)、四氯化碳(CTC)、甲基溴(MBr)、甲基氯仿(TCA)等會破壞臭氧層，使更多的紫外線進入地球間接導致溫室效應。隨著工業不斷地發展，人類向大氣中排放的溫室氣體不斷增加，溫室效應逐漸加劇，造成全球平均溫度上升，嚴重影響到地球生態系統平衡。

受控的溫室氣體中CO₂、CH₂、N₂O等組分因與人們的生產和生活密切相關，排放量大，一直作為重點管控對象得到社會的廣泛關注。而ODS和F-GHGs由于大氣背景中濃度低，對溫室效應的影響還未引起注意，但其具有高于CO₂數萬倍的全球變暖潛勢(GWPs)，且在大氣中壽命高達上千年。隨著工業的進步，人們發現ODS和F-GHGs作為惰性氣體的應用在不斷擴大，其使用量和排放量不斷增加。據AGAGE網絡監測數據顯示，特別是F-GHGs組分全球背景濃度逐年呈線性增長，也就意味著每增加一噸消耗臭氧層物質(ODS)和含氟溫室氣體(F-GHGs)的排放就相當于增加1～2萬噸的CO₂排放，對全球氣候變化的潛在危害大且長久。

ODS和F-GHGs均屬于沸點極低的揮發性有機物且種類多，工業生產和使用過程還會產生多種副產物，對于化合物的分離是一大難題，同時由于排放濃度的影響大，因此還要求儀器具有高精度的檢測能力，還應采用直接進樣以避免污染影響。但是，市場上沒有相關的測定方法可以在實現多種ODS和F-GHGs完全分離的條件下，還能保證檢測的穩定性和準確性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種大氣中消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體的測定裝置及測試方法，通過本發明的測定裝置及測試方法，能有效分離出大氣中消耗臭氧層物質的各組分和含氟溫室氣體的各組分，還能保證檢測的穩定性和準確性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供的一種大氣中消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體的測定方法，包括如下步驟：

(1)采用定量環取樣，獲得氣體樣品；

(2)將步驟(1)所得的氣體樣品導入色譜柱A進行分離，將經色譜柱A分離后的氣體樣品導入色譜柱B進行分離，將經色譜柱B分離后的氣體樣品再次導入色譜柱A進行分離；

(3)將步驟(2)分離后的氣體樣品通過色譜柱C后進入檢測器，進行組分分析，實現44種消耗臭氧層物質和含氟溫室氣體組分的完全分離和測定。