[发明专利]一种环境空气氨气含量的精准在线监测方法及系统

权利要求书

1.一种环境空气氨气含量的精准在线监测方法，设计零采样管零损失进行室外捕集的一体式微型溶蚀器，消除颗粒态铵离子造成的监测不准确；采用恒温输送，避免管路中的溶液凝结；实现对环境空气中氨气含量进行高准确性的监测；包括如下过程：

A)捕集过程；

采用一体式微型溶蚀器作为气态污染物捕集阱，采用零采样管室外直接捕集的方式，利用吸收液将采样样品中的氨气转化为液相待测样品；捕集效率采用多级串联吸收法进行测试计算；

所述一体式微型溶蚀器包括进气口、出气口、平行板、扩大腔、吸收液进口和吸收液出口，采用石英玻璃制成；平行板为中间有空隙的两片石英板连接制成；平行板上方为进气口，进气口处设有多个吸收液进口，平行板下方为扩大腔，扩大腔下方嵌入出气口，出气口上端为喇叭形，喇叭口直径大于进气口，气液分离腔与出气口间有中间层，中间层设有吸收液出口，吸收液出口位于中间层最低处；

所述一体式微型溶蚀器安装在室外恒温装置中，样气进入一体式微型溶蚀器，吸收液从同一端进入一体式微型溶蚀器，吸收液在一体式微型溶蚀器的平行板内壁上附着形成液膜，空气中的氨气组分在吸收液在管壁形成的液膜界面间扩散、传质，与吸收液充分接触并被吸收液吸收；颗粒态污染物直接穿过一体式微型溶蚀器，实现氨气与颗粒态铵的分离；然后在一体式微型溶蚀器的一端实现气液分离；

B)反应过程

待测气体中的氨气组分被吸收液吸收后，采用恒温输送的方式将吸收液由外置采样箱输送至反应釜，进行显色反应；反应釜进行加热以加快反应速度；显色反应后的液相待测样品依次进入到缓冲管和过滤器，使反应生成的氢氧化铁沉降截留，避免受污染；

C)检测过程

显色反应后的液相待测样品经除泡后，进入全反射长光程在线流通池，光电检探测器检出被待测组分的生成物吸收后的光信号强度，得到液相待测样品中的铵根离子含量，根据气体状态方程及吸收效率计算出气体样品中氨气含量；

D)校准过程：在室外进行校准，包括标零过程和标定过程；

D1)标零过程：将氮气作为零气通入外置恒温箱，经反应过程和检测过程得到光信号强度，即为零点的光信号强度；

D2)标定过程：使用铵离子标准溶液进行仪器标定，代替气标；将制备的使用吸收液稀释的梯度浓度的铵离子标准溶液代替吸收液，对零气经反应过程与检测过程，得到铵标准溶液光信号强度；

E)浓度计算：步骤C)得到铵标准溶液光信号强度和零点光信号强度，根据朗伯比尔定律，铵的浓度大小与吸光度成正比，计算得到吸光度与浓度关系式中的系数K；

利用得到的系数K，根据步骤B)测量得到的某环境空气样本的光信号强度，计算得到该样本中铵的含量即液相铵离子浓度；将液相铵离子浓度换算为气相氨气浓度，即为环境空气氨气浓度。

2.如权利要求1所述环境空气氨气含量的精准在线监测方法，其特征是，计算捕集效率具体是，将三个一体式微型溶蚀器串联起来，在所需捕集条件下对样气进行检测，分别测定各一体式微型溶蚀器的吸收液吸收的铵离子含量为c_i，i＝1，2，3，通过下式计算得到第1级一体式微型溶蚀器的吸收效率：

其中，γ₁为第1级一体式微型溶蚀器的吸收效率。