QX_T 70-2007大气气溶胶元素碳与有机碳测定—热光分析方法.pdf

ICS 07.060QXA 47中华人民共和国气象行业标准QX/T 70-—2007大气气溶胶元素碳与有机碳测定热光分析方法Determination of elemental carbon and organic carbon ofatmospheric aerosols- thermal/optical analysis method2007-10-01实施2007-06-22发布中国气象局发布 QX/T70—2007次目II前言TV引言范围1术语和定义2仪器组成及工作原理3技术要求及性能指标4实验准备工作5质量控制6Y7仪器维护1数据记录与分析8热光碳分析仪测试原理….附录A(资料性附录)- QX/T70—2007前言本标准由中国气象局提出。本标准由中国气象局政策法规司归口。本标准的附录A为资料性附录。本标准起草单位：中国气象科学研究院中国气象局大气成分观测与服务中心。本标准主要起草人：李杨、孙俊英、张小曳、张晓春、车慧正。本标准为首次发布。ⅢI QX/T70—2007引言大气碳气溶胶通常包括有机碳（OrganicCarbon，OC）和元素碳（ElementalCarbon，EC）。由于碳气溶胶直接或间接地影响太阳辐射的收支，在大气环境、大气物理和大气化学等研究领域中具有重要作用。元素碳已成为影响气候系统变化的重要因子之一，由于其表面的多孔性，可以吸附大量的有毒有害物质，从而对人体健康产生危害。有机碳是有效的光散射因子，对降低能见度和直接气候辐射强迫作用有重要贡献。测定大气气溶胶元素碳和有机碳可以使用多种方法，如热光分析方法和化学分析方法等。本标准仅涉及利用热光分析方法测定大气气溶胶元素碳和有机碳。IV QX/T70—2007大气气溶胶元素碳与有机碳测定热光分析方法1范围本标准规定了利用热光分析方法进行大气气溶胶元碳与有机碳的测定，包括技术要求、安装环境、实验方法和数据及记录格式等。本标准适用于气象及相关行业测定大气气溶胶元素碳与有机碳的浓度。2术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2.1元素碳ElementalCarbon(EC)高聚合的、黑色的、在400℃以下很难被氧化，在常温下表现出惰性、增水性，不溶于任何溶剂的大气气溶胶成分。2.2有机碳OrganicCarbon（OC)大气颗粒物中的有机物成分，一般组分为：脂肪类、芳香族类化合物、酸等，也包括多环芳香烃、正构烷烃、酞酸脂、醛酮类羧基化合物等有毒有害类物质。2.3总碳TotalCarbon(TC)元素碳与有机碳的总和。2.4光学裂解碳OpticalPyrolyzedCarbon（OPC)在高温情况下，部分有机碳会转化成元素碳，把转化成元素碳的这部分有机碳称为光学裂解碳，这个过程被称为有机碳的碳化过程。3仪器组成及工作原理3.1仪器组成热光碳分析仪由主机、氧化炉、还原炉、火焰离子检测器和激光探测器等部分组成。3.2工作原理热光碳分析仪用于分析大气碳气溶胶的浓度，应用热光反射法和热光透射法。该方法的主要测试原理是：在纯氨气环境中，对滤膜片加热，将滤膜片上的颗粒态碳转化为CO2；然后在含有氧气的氨气环境下，继续加热，此时样品中的元素碳被转化为CO2，在还原炉内，CO，被氢气还原为CH4，最后通过火焰离子检测器，采用标准的CH.气体来定量样品中的碳物质。附录A中列出了美国沙漠研究所热光碳分析仪测试原理和美国Sunset公司碳分析仪测试原理在测量过程中，利用氨氯激光检测滤膜的反射或透射光强，利用光强的变化指示出元素碳氧化的起始点，在有机碳的碳化过程中，形成了光学裂解碳（OPC)。1 QX/T70—20074．技术要求及性能指标4.1测量范围0.05μg/m²~750μg/m4.2检测限0.93 μg/m²4.3精密度约10%4.4准确度2%~6%4.5工作气体氨气（纯度99.999%）、氨氧混合气（氨气90%、氧气10%）、氢气（纯度99.999%）、合成空气（氮气79%、氧气21%）、氨气甲烷混合气体（氨气95%、甲烷5%）以及一种驱动气体（如氮气）。4.6环境条件置于室温15℃～30℃，配备空调。4.7电源需按仪器要求配置，并配备不间断电源。5实验准备工作5.1接通电源接通各有关设备的电源。5.2检查气瓶压力检查所有气瓶的气体压力，气体压力必须大于0.02MPa。5.3检查气体流量检查各种气体流量，确认流量应在仪器规定范围内。5.4系统检漏需要对系统进行检漏。5.5参数设定设定好各种参数，方可进行样品的测试分析。6质量控制a）每次分析前需要做一次常规气体检测分析。此操作由人工给出指定命令，由计算机控制，自动完成。b）气体检测完毕后，需要做控制样品分析，辨别仪器的工作状态。控制样品为已知碳气溶胶浓度的滤膜。c）每半年进行一次仪器标准斜率校正。使用邻苯二甲酸氢钾溶液（KHP