大气自动监测系统动态校准仪臭氧浓度的复现性测试

大气自动监测系统动态校准仪臭氧浓度的复现性测试

姚阳

扬州市环境监测中心站225007

摘要:现在社会和经济的发展越来越快,经过几十年的发展,人们的生活水平得到了显著的提升,对于生活的质量要求也在不断的提高,人们的环境保护意识也在不断提高,国家对于环境保护和治理的政策措施也在不断地出台,对于违规企业的治理力度也在加大,在对环境政策制定的过程中,要根据环境监测的结果科学的制定,要保证其可行性和准确性。本文用实验对环境空气质量自动监测系统中动态校准仪臭氧浓度复现性进行测试。

关键词:环境空气质量,自动监测系统,动态校准仪,臭氧浓度,复现性

臭氧的形成是打我中氧分子在太阳的辐射下分解为氧原子,然后氧原子再与氧分子组合而成,它在大气中微量存在,绝大多数分布在距离地球表面15到25km的大气里,臭氧层的作用是将太阳紫外线辐射进行阻挡,还有少量的臭氧在人类生活的地表,由于人类活动,近几年有增大的趋势,这种现象已经对人类的生存造成了一定的威胁,对其测量就有极高的要求,要保证测量结果的高准确率。臭氧的分析一般通过先进的分析仪器,臭氧由于其不稳定的性质,难以制作出标准物质,臭氧分析仪通过过量值传递的动态校准仪发生指定浓度的臭氧气体来进行校准,因此,对于臭氧浓度要求是十分高的,它的准确性影响着整个工作的准确性,本文进行了相关的实验来测试动态校准仪产生臭氧的浓度的复现性。

1对实验操作的阐述

实验的操作具体是将臭氧浓度分为100ppb、200ppb、300ppb、400ppb这四个组,从这四个点来检测2017年全年从大气自动监测站返回实验室的动态校准仪的臭氧浓度,对选择的四个点进行漂移情况的综合分析。首先在实验室内将各种设备准备齐全,将备用设备准备好,搭建一套系统,动态校准仪要保证两台以上,臭氧出气口与臭氧传递标准的分光光度计进行连接,要对校准仪产生的臭氧浓度进行定时的测量。对子站校准状态进行模拟,每天要有一次的跨点和零点校准,对校准仪的相关程序进行设置,然后隔一天要对程序进行一次校准,要产生400ppb、100ppb的气体,而且要保证15分钟,将测到的值进行计算机的录入,对校准仪的子站实际的运行状况跟踪测试,包括臭氧浓度、配气流量等等,还要对200ppb、300ppb两点的臭氧浓度进行测定。

2对结果的分析

根据相关的规定,多气体动态校准仪性能标准的误差不得超出1%,臭氧发生浓度的误差要保持在2%以内,只有将误差尽量的减小才会保证试验结果的可靠性和精确度,过大的误差就会导致实验的失败,就需要及时的对相关的实验器材和设备进行调整和检修,根据国家的有关标准,气体分析仪器跨度漂移如果超出5%,就要对仪器进行检查,对问题进行合理的调节和解决,如果误差在10%以上的话,那么这组实验数据是无效的,就应该对仪器进行校准检修并重新进行实验。在动态校准仪测到的浓度已经出现漂移的现象,这时测得的实验数据就无法保证其准确性,对最终的结果会造成误差,还有可能对维护人员产生干扰,以致产生误判的情况,所以,对于自动监测系统动态校准仪臭氧浓度的复现性测试来说,要重视这些问题,对动态校准仪臭氧发生器和本身流量发生的臭氧浓度复现性和准确性的判断是至关重要的,要严格按照规定进行实验操作,避免过大的误差产生以影响实验结果。

2.1多点复审动态校准仪臭氧浓度

本实验的动态校准仪有一年的有效期,有效期过了之后,要将仪器全面的检查和维护,保证其在之后的实验的准确性,还要重新将臭氧发生器和质量流量控制器进行传递,仪器在运送到实验室之后应立即将其与臭氧传递标准仪相连接,并开始对过去一年内的臭氧浓度情况进行跟踪调查,不可对其进行检修和改动,以免影响最终的实验结果。臭氧监测系统达到稳定状态之后,要通过标准臭氧发生器发生一定的臭氧标准气体,再用臭氧传递标准仪对其浓度进行检测,并对检测的结果做好记录,实验要求进行3次以便减小误差,要将臭氧浓度的误差计算出来,将实验的数据进行处理和误差分析发现,使用了一年的动态校准仪的臭氧浓度漂移现象的发生已经较为明显了,大约有60%的仪器的跨点浓度误差不合标准,超出了2%。

2.2实验室跟踪动态校准仪臭氧浓度

本实验的仪器有一台臭氧分析仪以及两台动态校准仪,利用这些仪器对子站的气体分析仪校准的过程进行相应的模拟,每两天就要对气体进行校准,将零气、400ppb跨度气、100ppb低浓度气通入臭氧分析仪进行相应的分析,臭氧分析仪不用进行校准,对臭氧发生其产生的臭氧浓度进行监测即可。经过分析,两台动态校准仪臭氧发生其的臭氧浓度的漂移已经明显的产生,其中零点浓度向下漂移,400ppb点的一台仪器是向上漂移的,而且此点的漂移状况是随着时间的增加而越来越明显的,还有一台仪器首先是向下漂移,短暂的漂移后又转为向上漂移,之所以会产生这样的现象是臭氧分析仪或动态校准仪自身的问题。综合以上这些结果,可以得到结论,仪器的使用时间不能超过6月,因为超出这个时间段的话,动态校准仪的臭氧浓度就会有较为严重的漂移现象,这对于实验的结果来说会造成很大的误差,使之不能够满足相关的规定,因此,要格外的注意相关仪器的使用时间,当使用时间过长的时候,要将仪器进行全面的检查和维修,保证其精确性。

2.3子站跟踪动态校准臭氧浓度

本实验对两台动态校准仪的200ppb和300ppb这两个点的臭氧浓度进行了跟踪调查,200ppb的最小值是191ppb,最大值是212ppb,相对误差为-4.5%~6.0%,绝对误差为2.6%,其中误差超标的情况总共有六次;3000ppb的最小值是288ppb,最大值是316ppb,相对误差是-4.0%~5.3%,绝对误差是2.8%,误差超标的情况有7次,综合上述的研究结果,可以得出结论,动态校准仪臭氧浓度产生漂移的情况就会大大增加,对于不同的仪器其具体的漂移状况也是不一样的,正负漂移现象都会出现,因此,针对这样的结果,一定要对相应的仪器进行及时的检查,避免因漂移而对实验的结果造成误差。

3结论与建议

动态校准仪臭氧发生器的漂移现象与臭氧组建稳定性间有着一定的联系,若将动态校准仪作为子站臭氧分析仪传递的标准,那么可以对动态校准仪的检查次数增加,对频次的审查可以降低漂移现象的发生率,标准传递尽量在子站完成,这样做是为了减少开关机和运输过程产生的较大漂移。臭氧分析仪要将多点校准设为传递的标准,应该对于不同的情况制定不同的标准,要定期的将风险以和动态标准仪带到子站进行标准传递。在我国,对于零空气质量确认和验收工作做得还较少,并没有真正的重视起来,动态校准仪臭氧浓度复现性不会对零空气质量有影响,但其对其他的气态污染物校准浓度会造成影响,这是会影响到其他检测结果的,因此,要做好针对这一方面的研究工作,不断采取措施进行环境的保护和治理,这样才能让我们社会和自然真正的互相联系起来,才能保证可持续的发展,这对于国家和社会的发展是十分重要的。

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