大氣中二甲基硫在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā).pdf

1、大氣中二甲基硫(DMS)是全球硫循環(huán)里重要的天然排放產(chǎn)物,其在大氣傳輸過程中易發(fā)生光化學(xué)氧化反應(yīng)生成二甲基亞砜、SO2、甲磺酸(MSA)等中間產(chǎn)物,進(jìn)而生成硫酸或硫酸鹽。其中MSA是形成酸雨的重要天然成分,而硫酸鹽是大氣顆粒物主要成分,將參與成云,影響大氣輻射平衡,繼而引發(fā)氣候變化。因而,測(cè)定環(huán)境大氣中 DMS濃度及其變化是認(rèn)識(shí)大氣硫循環(huán)及其氣候效應(yīng)的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外的監(jiān)測(cè)技術(shù)多限于離線方法,目前還沒商品化的DMS在線監(jiān)測(cè)儀器,這就限制

2、了有關(guān)大氣DMS的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等研究的發(fā)展,所以亟需開發(fā)出成熟穩(wěn)定的在線儀器,一方面彌補(bǔ)我國(guó)在DMS在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的空白,一方面促進(jìn)對(duì)我國(guó)DMS排放情況的研究。
　　本研究研發(fā)出一種新型的大氣中DMS在線監(jiān)測(cè)技術(shù),以及與之相配套的清罐系統(tǒng)及標(biāo)定技術(shù),其中清罐系統(tǒng)清罐程序參照Entech3100搭建,最終清罐后的summa罐真空度能達(dá)到0.65Pa,符合痕量物種分析要求,但在成本上要低于Entech3100,更利于推廣使用。標(biāo)定技術(shù)是

3、采用兩級(jí)稀釋的方式,結(jié)合動(dòng)態(tài)稀釋及靜態(tài)稀釋,最大的稀釋倍數(shù)能達(dá)到106,且標(biāo)氣配制過程中全程伴熱,減小管壁吸附帶來的誤差。
　　該DMS在線監(jiān)測(cè)技術(shù)采用低溫捕集-熱解析裝置采樣及氣相色譜-火焰光度檢測(cè)器(FPD)檢測(cè)分析。本研究進(jìn)行了一系列的條件實(shí)驗(yàn),得出該監(jiān)測(cè)技術(shù)最佳的采樣設(shè)置:環(huán)境大氣樣品經(jīng)-20℃除水后,以60mL·min-1的流速在-100℃下被空石英毛細(xì)管捕集15min,然后在90℃下解析進(jìn)入氣相色譜分析。本研究自主設(shè)計(jì)

4、控制系統(tǒng),結(jié)合虛擬儀器控制方式,利用數(shù)據(jù)采集卡及相關(guān)電路,自主編寫控制程序,實(shí)現(xiàn)了儀器全自動(dòng)、連續(xù)、穩(wěn)定采樣,而且能夠在程序控制界面直觀的查看儀器的運(yùn)行狀況。
　　本研究對(duì)整套系統(tǒng)的相關(guān)部件及各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試,保證各部件的正常運(yùn)行,該系統(tǒng)時(shí)間分辨率為30 min,最低檢出限為3.1ppt,回收率為93.4％-95.9%(n=6),精密度為1.5%(n=6),可檢測(cè)濃度范圍為103。本研究還進(jìn)行了兩次較長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè),一方面是為