[发明专利]测定大气中挥发性有机物含量的装置及方法

说明书

本发明提出一种测定大气中挥发性有机物含量的装置及利用该装置测定并校准大气中挥发性有机物含量的方法，包括：用于采集待测定的大气样品的大气采样器、高纯挥发性有机物气体容器、膜渗透系统和大气监测仪器，膜渗透系统包括膜渗透部和气体混合部，高纯挥发性有机物气体容器通过设置有调压阀的第一进气管与所述膜渗透部连通，大气采样器通过设置有流量控制器的第二进气管与气体混合部连通，气体混合部通过出气管与大气监测仪器连通。本发明的装置及方法能大大减少传统大气测量不确定因素来源，如温度、压力、湿度等，较之传统大气监测结果，准确度提高一个数量级以上，并且能够实现测量和校准同步进行。

技术领域

本发明涉及大气成分测定技术领域，具体涉及一种测定大气中挥发性有机物含量的装置及通过该装置测定并校准大气中挥发性有机物含量的方法。

背景技术

大气中微痕量挥发性有机物是参与光化学烟雾反应和雾霾形成的主要元凶。大气本底微痕量浓度挥发性有机物气体成分量的测量需求对传统的仪器测量极限提出了新的挑战。主要表现在以下几个方面：1、仪器测量检测限(灵敏度)达不到，因此只能通过样品富集的方法达到仪器检测限；2、环境监测仪器校准与使用是分开进行的，仪器校准曲线是通过标准气体标定得到的，而标准气体的基体是氮气，这与被测实际样品空气存在较大差异，特别是湿度、颗粒度等干扰因素。这种理想状态下的校准曲线导致测量实际样品时产生较大的误差；3、样品富集的方法虽然可以提高检测限，但重复性较差，可比性差，干扰因素多，测量结果不确定度大，一般大于50％(k＝2)。

大气环境监测仪器应根据所使用的环境状况，在类似使用环境条件下进行校准和测定。开展大气环境监测挥发性有机物基体标物的在线实时动态校准和测量方法研究，对提高数据统一性、有效性和准确性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是鉴于以上问题提出的，该目的通过以下技术方案实现：

根据本发明的一个方面，提出一种测定大气中挥发性有机物含量的装置，包括：用于采集待测定的大气样品的大气采样器、高纯挥发性有机物气体容器、膜渗透系统和大气监测仪器，所述膜渗透系统包括膜渗透部和气体混合部，所述高纯挥发性有机物气体容器通过设置有调压阀的第一进气管与所述膜渗透部连通，所述大气采样器通过设置有流量控制器的第二进气管与所述气体混合部连通，所述气体混合部通过出气管与所述大气监测仪器连通。

根据本发明的优选的实施方式，所述膜渗透系统为四氟膜渗透系统。

根据本发明的优选的实施方式，该装置还包括恒温室，所述膜渗透系统、所述高纯挥发性有机物气体容器、所述调压阀和所述第二进气管位于所述恒温室中。

根据本发明的优选的实施方式，所述膜渗透系统与所述大气监测仪器之间设置有气体采样管。

根据本发明的优选的实施方式，所述出气管设置有三通电磁阀。

根据本发明的优选的实施方式，该装置还包括排气管，所述三通电磁阀的其中两个端口分别与所述出气管连通，另一端口与所述排气管连通。

根据本发明的另一方面，提出一种利用上述装置测定并校准大气中挥发性有机物含量的方法，包括：

S1：开启大气采样器，通过调压阀设定高纯挥发性有机物气体的压力，使得进入膜渗透系统的高挥发性有机物气体以一定的渗透率R_S1渗出膜渗透部进入气体混合部，与通过流量控制器以设定流量流入所述气体混合部的待测大气样品混合作为基体添加标准气体，进入大气监测仪器进行测定得出基准响应值A_S1；

S2：改变所述调压阀的压力，使得高纯度挥发性有机物气体以不同的渗透率渗出膜渗透部并与流入所述气体混合部的待测大气样品混合，得出不同调节压力下的响应值；