大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)校準儀臭氧濃度的復(fù)現(xiàn)性測試

大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)校準儀臭氧濃度的復(fù)現(xiàn)性測試臭氧是地球大氣中一種微量氣體，它是由于大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子后，氧原子又與周圍的氧分子結(jié)合而形成的。地球90%勺臭氧分布在距離地球表面15?25km的大氣中，形成臭氧層有效阻擋太陽紫外線輻射，少量的臭氧分布在人類生活的地表區(qū)域，近些年受人類活動影響其數(shù)值在逐漸升高，威脅著人類的生存，因此準確掌握其數(shù)值至關(guān)重要。和其他污染氣體一樣，臭氧的分析通過先進的分析儀器完成。由于臭氧不穩(wěn)定，無法制作標準物質(zhì)，臭氧分析儀的校準通過進行過量值傳遞的動態(tài)校準儀發(fā)生指定濃度的臭氧氣體來實現(xiàn)。所以動態(tài)校準儀輸出濃度的？嗜沸災(zāi)苯泳豁卩懦犧醴治鮮遣飭康淖既沸浴1疚耐 U?實驗操作測試動態(tài)校準儀產(chǎn)生的臭氧濃度的復(fù)現(xiàn)性。1實驗操作檢測2017年全年內(nèi)從大氣自動監(jiān)測站返回實驗室的動態(tài)校準儀的臭氧濃度，從lOOppb、200ppb、300ppb>400ppb不同的4個點進行選擇，對漂移情況進行綜合分析。在實驗室內(nèi)準備充足的備用設(shè)備，直接搭建一套系統(tǒng)，用不少于2臺的動態(tài)校準儀，將臭氧出氣口連接臭氧傳遞標準的分光光度計，對動態(tài)校準儀所產(chǎn)生的臭氧濃度進行定時測量[1]O模擬子站校準狀態(tài)，一天進行一次的跨點和零點校準，設(shè)置動態(tài)校準儀相關(guān)程序，然后每兩天啟動一次校準程序，分別產(chǎn)生400ppb、lOOppb的氣體，在每次測定的時候都需要持續(xù)15min,并將當時得到的測定值記錄到計算機系統(tǒng)當中。跟蹤測試實驗室新校準的動態(tài)校準儀在子站的具體運行情況，如臭氧濃度、配氣流量等信息，同時還根據(jù)需要審核200ppb>300ppb等不同點的臭氧濃度［2］。2結(jié)果分析《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（S02N0203C0連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》中規(guī)定，多氣體動態(tài)校準儀性能標準滿足流量的誤差需要控制在（土1%）之內(nèi)，臭氧發(fā)生濃度誤差則需要控制在（±2%）之內(nèi)。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》中相關(guān)規(guī)定，如果氣體分析儀器跨度漂移不在（±5%）之內(nèi)的話，就需要對儀器進行檢查和調(diào)節(jié)，如果超過（土10%）的話，則表示數(shù)據(jù)無效，需要重新校準和維修儀器［3］。當動態(tài)校準儀自己檢測得到的濃度出現(xiàn)漂移現(xiàn)象的話，就會對最終校準結(jié)果的準確性產(chǎn)生直接影響，甚至會造成維護人員出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。因此，臭氧分析儀校準中最關(guān)鍵的就是動態(tài)校準儀臭氧發(fā)生器和本身流量所發(fā)生的臭氧濃度復(fù)現(xiàn)性與準確性。2.1多點復(fù)審動態(tài)校準儀臭氧濃度在本次研究中所使用的動態(tài)校準儀是一年的有效期，當?shù)搅擞行谥缶托枰皶r地將儀器送回實驗室進行全面檢修，并重新傳遞臭氧發(fā)生器和質(zhì)量流量控制器。在儀器運回到實驗室后，不可以對儀器進行檢修、改動，而是直接與臭氧傳遞標準儀相連接，跟蹤調(diào)查過去一年內(nèi)臭氧的濃度情況[4]o在臭氧監(jiān)測系統(tǒng)逐漸穩(wěn)定后，需要借助標準臭氧發(fā)生器發(fā)生相應(yīng)濃度的臭氧標準氣體，并用臭氧傳遞標準儀對臭氧濃度進行檢測，做好檢測記錄。實驗需要重復(fù)進行3次，將臭氧濃度存在的誤差計算出來。通過分析發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)使用一年的動態(tài)校準儀臭氧濃度漂移現(xiàn)象已經(jīng)較為明顯，有60%左右的儀器跨點濃度誤差超出了（土2%）o2.2實驗室跟蹤動態(tài)校準儀臭氧濃度借助1臺49i型臭氧分析儀和2臺T700動態(tài)校準儀，在實驗室中對子站氣體分析儀校準過程進行模擬，利用臭氧分析儀每隔兩天對氣體進行一次校準，分別通入零氣、 400ppb跨度氣、lOOppb低濃度氣，其中不需要校準臭氧分析儀，只需要對臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧濃度進行監(jiān)測。分析發(fā)現(xiàn)，2臺動態(tài)校準儀臭氧發(fā)生器所發(fā)生的臭氧濃度已經(jīng)出現(xiàn)了顯著漂移現(xiàn)象，總體上零點濃度向下漂移；而在400ppb點上，其中1臺儀器呈現(xiàn)出向上漂移，并隨著時間的推移，向上漂移現(xiàn)象越來越明顯；另外1臺儀器先出現(xiàn)短暫向下漂移，然后又逐漸向上漂移；lOOppb和400ppb兩點的漂移情況較為相似。導致這一漂移現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是臭氧分析儀本身，或者是動態(tài)校準儀造成的。最終得出的結(jié)論是，如果儀器使用的周期超過6個月，動態(tài)校準儀中所產(chǎn)生的臭氧濃度就很難保證其能夠滿足《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（S02N0203C0連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》當中的相關(guān)規(guī)范要求[5]

2.3子站跟蹤動態(tài)校準臭氧濃度分別跟蹤調(diào)查了兩臺T700動態(tài)校準儀中200ppb、300ppb兩點的臭氧濃度，其中200ppb的最小值為191ppb,最大值為212ppb,相對誤差和平均相對誤差分別為-4.5%?6.0%、2.6%,誤差超過（土2%的共有6次；300ppb的最小值為288ppb,最大值為316ppb,相對誤差和平均相對誤差分別為-4.0%?5.3%、2.8%,誤差超過（土2%）的共有7次。由此可以看出，在使用2個月后，動態(tài)校準儀臭氧濃度產(chǎn)生的漂移就會較為明顯，而且不同儀器波動特點也存在一定差異，同時存在正、負漂移現(xiàn)象。3結(jié)論與建議一是動態(tài)校準儀臭氧發(fā)生器發(fā)生的臭氧濃度復(fù)現(xiàn)性比較差，出現(xiàn)明顯漂移現(xiàn)象，這與臭氧組建穩(wěn)定性之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。如果子站臭氧分析儀傳遞的標準是動態(tài)校準儀的話，可以通過增加動態(tài)校準儀校準審查頻次,并且標準傳遞最好是在子站完過增加動態(tài)校準儀校準審查頻次,并且標準傳遞最好是在子站完成，進而有效避免在再次開關(guān)機或運輸過程中導致動態(tài)校準儀臭氧濃度岀現(xiàn)較大漂移。二是建議只是把動態(tài)校準儀臭氧濃度看作子站臭氧分析儀自動跨點和零點審查的依據(jù)，臭氧分析儀類型將多點校準作為其傳遞標準。具體操作就是針對性制定相應(yīng)的傳遞標準，并且定期將監(jiān)測用臭氧分析儀和動態(tài)標準儀帶到子站進行標準傳遞。三是目前國內(nèi)進行的零空氣質(zhì)量確認和驗收工作的