臭氧/光化学污染监测
PAN 在线自动分析仪
详情介绍
背景介绍：
环境中的PAN（过氧乙酸硝酸酐，常用俗名为过氧乙酰硝酸酯）由大气中的部分挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）反应生成，其`形成经历与臭氧形成类似。因此，PAN和O3均为VOC-NOx光化学指示剂。
PAN的浓度从海洋背景点几个ppt到城市污染空气中超过10ppb。因其催泪效应和植物毒性而为人所知。因为PAN的低温稳定性，它同时也是大气活性氮的重要的储库。因此它能够作为活性氮化合物如NO2的迁移形态，最终影响对流层臭氧的产生。
仪器介绍：
1992年，在德国环保部的支持下，基于德国马普化学所（Max-Planck Institute）的技术和研究，Metcon公司研发了PAN在线自动分析仪。从那时起，该套系统经历了多次升级，其中校准过程经过研究院所的深入测试。仪器也在全球许多国家稳定运行。
自动化的PAN分析仪适合19”机架式安装。它整合了电脑控制的全自动分析仪器和一个简单可靠的校准方法。PAN的检测限小于50ppt。动态线性范围超过10ppb。动态校准单元是基于NO校准气流的光化学合成PAN。
PAN由低于室温的毛细管柱进行气相色谱分离后，由电子捕获器检测。色谱柱安装在一个由peltier半导体制冷片控温的紧凑的柱箱中。温度波动低于1K（1度）。对预柱进行反吹可以防止高保留时间的物种进入分析主柱和检测器，防止污染并减少分析时间。采样、进样和色谱柱的切换是由一个气动10通阀（VALCO品牌）完成的。样品采样的旁路设计能够减少采样管路的停留时间。
色谱软件：
为便于控制色谱系统和数据采集及整合，我们设计了新的电脑软件（基于Windows7系统）。软件中应用了由Measurement Computing Inc., USA生产的I/O控制板(USB-DA或者PCMCIA/PC-Card)。下列模块是软件的一些主要组件：
* 控制色谱及其持续运转，为远程操控接收控制参数。
* ECD信号的数据获取，峰数据的自动积分。
* 在离线状态下，查看原始数据，重新对峰面积进行积分。
* 评价积分峰的时间序列，如CCl4、PAN。
识别峰是自动进行的，用户首先需要在测试色谱图上确定相应峰的大致位置和峰宽。在其后自动运行的色谱中，准确的峰位置和积分将会使用最小二乘法拟合并自动优化。PAN的峰面积和通过校准因子产生的浓度数据同时存储。
校准单元：
校准单元能够产生持续且稳定的已知浓度的PAN气体。基于从NO校准气（ppm量级）光化学合成的PAN，再动态稀释到0.1～30ppb，总流量在1～10L/min。使用NO取代NO2是因为NO校准气的稳定性更好。PAN校准单元和PAN分析单元通过气动PFA阀门连接。在校准模式，样品来自于校准模块的过流组件。校准单元需要的过氧乙酰自由基由丙酮光解生成，这些过氧乙酰自由基首先会氧化NO为NO2，然后生成PAN。校准单元经过German Tropospheric Research Focus（TFS）的质量保证程序的评价，他们使用了两种独立的技术进行评判，PAN的产率确定为92%±3%。同时发现这个参数在很宽范围的操控条件下都稳定适用，例如0.1～30ppb的PAN在10L/min的流量下。
因为背景站中CCl4的浓度相当稳定，所以其出峰可以作为内标来评价ECD的响应。
稀释用的零气：
高纯空气，成分为21%O2，其余为N2，经净化管净化。技术参数：
分析单元
方法：气相色谱法；
预柱和主柱：宽孔毛细管柱；
检测器： ECD检测器；
色谱炉箱：Peltier制冷和Pt100温度控制；
样品进样/色谱柱切换：气动VALCO 10通阀，配置外部定量管；
载气和尾吹气：99.999%氮气，总流量<50ml/min；
检测限：<50ppt；
测量频率：6次/小时；
校准：一周一次；
工作温度：15～30℃；
控制/数据采集：双USB接口数据采集设备；
软件：基于Windows 7操作系统，完成数据采集，积分和控制；
数据格式：PAN浓度数据为.gc文件，能用Excel打开；色谱原始数据为.adc文件，能用adam32软件打开并进行数据后处理；
尺寸：19‘’机柜3U（45×45×13.5cm）；
重量：大约15kg；
校准单元：
方法：使用NO标气连续光化学反应合成的方法；转换效率92%±3%；
气体和试剂： NO，10ppm/99.999%氮气（大约2mL/min）；
零空气（<50ml/min）；
丙酮（分析纯）；
稀释气体：零空气经过氧化剂和活性炭纯化（5L/min）；
最高环境温度：30℃（可选耐受更高温度）；
尺寸：19’’机柜2U（45×45×9 cm）；
重量：大约12kg；
仪器总电源：220VAC，300W。
