GB T 31705-2015 气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法.pdf

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1、ICS 07.060 A 47 中华人民共和国国家标准GB/T 31705-2015 r 气相色谱法本底大气二氧化碳和甲皖浓度在线观测方法In situ measurement of background atmospheric carbon dioxide and methane concentration by gas chromatographic (GC) system 2015回06-02发布2016-01-01实施飞，frh叫/咄咄码/mv。/U吧飞二由中华人民共和国国家质量监督检验检亵总局也堂中国国家标准化管理委员会Q(.I,J , 前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规

2、则起草。本标准由中国气象局提出。GB/T 31705-2015 本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会大气成分观测预报预警服务分技术委员会(SAC/TC 540/SC 1)归口.本标准起草单位z中国气象科学研究院。本标准主要起草人z周凌晴、方双喜、刘立新、姚波、张芳。I GB/T 31705-2015 引言二氧化碟和甲烧是大气中最主要的两种温室气体。气相色谱法是测量二氧化破和甲烧浓度的主要方法之一。为规范本底大气中二氧化碾和甲烧浓度观测，特制定本标准.E 品GB/T 31705-2015 1 范国气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烧浓度在线观测方法本标准规定了本底大气二氧化碳和甲烧浓度气相色谱

3、在线观测方法，包括观测环境、观测系统组成、性能要求、观测流程以及系统维护等.本标准适用于气相色谱法在线观测本底大气二氧化碳和甲镜浓度.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T 4946-2008 气相色谱法术语QX/T 125-2011 温室气体本底观测术语3 术语和定义GB/T 4946-2008、QX/T125-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 气相色谱法伊schroma阳graphy用气体作为流动相的色谱法，它利用物质在流动相中

4、与固定相中分配系数的差异，当两相作相对运动时，试梓组分在两相之间进行反复多次分配，各组分的分配系数即使只有微小差别，随着流动相气体的移动也可以有距离，最后被测样晶组分得到分离测定。3.2 3.3 3.4 3.5 GB/T 4946-2008，定义2.1J氢火焰离子化检测器hydrogen flame ionization detector 有机物在氢火焰中燃烧时生成的离子，在电场作用下产生电信号的器件。GB/T 4946-2008，定义3.6.4.2J本底大气background atmlphere 远离局地排放源、不受局地环境直接影响，基本混合均匀的大气QX/T 125-2011，定义3.3

5、J在钱观测in situ m幅surement在目标地点对目标物进行的直接测量。锦催化剂nickel catalyst 一种镰触媒，在高温和氢气条件下，能将二氧化碳、一氧化碳等成分转化为甲烧。1 GB/T 31705-2015 3.6 3.7 3.8 色谱柱cbromatographic column 内有固定相用以分离试样混合组分的柱管.GB/T 4946-2008，定义3.5J填充柱packed column 填充了固定相的色谱柱.GB/T 4946-2008，定义3.5.1J标气standard g踊以干洁空气为魔气、目标物种浓度已知的混合气，标气序列的被度跨度覆盖本底大气浓度变化范围.

6、QX/T 125-2011，定义10.2J3.9 目标气U唱:81gas 工作标气的一种，将浓度接近目标物盾的大气被度已知的标气作为待测气体，每隔一定周期重复测定，用以监测分析系统的运行情况。QX/T 125-2011，定义10.9J3.10 标称值剧ignedvalue 溯源至上一级标准标定后赋予的标准浓度。4 现副环境4.1 站点要求符合大气本底站的选址要求。4.2避样口应位于地面植被冠层以上至少15m，较少受人为活动直接影响。4.3 电力要求(220士10)V交流市电，功率不小于2.5kW. 4.4 室内温混度要求温度应保持相对稳定，宜为(20士2)c ，操作环境湿度范围为5%95%。5

7、 现副系统组成5.1 方法原理系统用于分析本底大气中二氧化碳和甲烧浓度，空气样品应尽少受人为活动影响。空气样品、目标气样品或标气均进入系统分析，甲烧和二氧化碳在色谱柱内进行分离，甲烧直接进入氢火焰离子化检测器检测，二氧化碳经镰催化剂转化甲嫁后，进入氢火焰离子化检测器检测。采用外标法定量，利用标气4 GB/T 31705-2015 和样品气响应计算样品气中二氧化碳和甲烧浓度，计算方法详见GB/T4946-2008的B.4.5.2 系统组成系统包括样品采集单元、气体选择单元、气相色谱系统、工作标气单元以及数据采集单元。主要功能如下z一样晶采集单元.采集环境大气样品，并进行除握处理，主要包括进气过滤

8、器、采样管路、采样泵、样品除湿器，一一气体选择单元。按照设定自动选择标气、目标气样品或者空气样品进入主机分析，主要包括流量控制器、气流控制开关、气体选择模块电磁阀、多口阀等);一一气相色谱系统.对样品气内目标气体进行分析，并进入检测器产生响应信号，主要包括气相色谱仪、氢火焰离子化检测器、镰催化剂、色谱柱、高纯氮(N2)载气、高纯氢气(H2)、零空气等自一一工作标气单元.提供标气，对气相色谱系统进行标定，包括工作标气、目标气、标气减压阀等F一一数据采集单元。采集并存储色谱相关信息，主要包括棋分仪或者具有控制及数据记录功能的终端如色谱工作站等。6 性能要求6.1 样晶果集单元性能要求如下z一一空气

9、从室外进样口至色谱主机的驻留时间不超过5min; 一一进气过撞器能去除粒径大于7m颗粒物，推荐使用不锈钢或聚四氟乙烯过撞膜E一一空气样品在进入空气/标气选择单元之前应除湿。除温装置对待测组分无明显吸附或化学反应，宜采用不锈钢或者硬质玻璃材质，除湿后空气样品中水汽含量宜低于5X 10-6 mol/mol; 一一采样管路应对二氧化碳和甲烧元污染或无暖附F一一采样泵应为无袖泵，内部材质为聚四氟乙烯，采样泵后端管路应使用不锈钢或铜材质。6.2 气体选择单元性能要求如下=-一一管路对二氧化碳和甲烧无污染、吸附或破坏作用z一一在不同管路之间切换时密封性要好，不漏气，元交叉污染，并可编程控制z一一流量控制器

10、流量为omL. min-1,., 500 mL. min-1流量误差优于2%。6.3 气捆色谱系统性能要求如下t一一气相色谱仪z压力控制在土68.9Pa(O.Ol psi)之内，桂箱温度设定精度不低于1C; 一-镰催化剂z对二氧化碳转化效率优于99%; 一一高纯氯气z纯度优于99.9999%; -一一高纯氢气z纯度优于99.9999%;一一霉空气z总娃含量不大于1X 10-9 mol/mol. 6.4 工作棋气单元性能要求如下2一一推荐使用2瓶工作气z高浓度工作气和低浓度工作气，浓度跨度涵盖观测地点本底大气浓度变3 GB/T 31705-2015 化范围s一至少使用1瓶目标气，通过分析系统定量

11、结果与标称值来判别系统定值准确度.6.5 撒据来集单元能连续记录色谱输出信号(记录频率oHz 100 Hz).并记录样品相关信息，包括分析样品类型、进样时间、操作者、峰类型、峰高、峰面积、半峰宽等相关信息。7 观测流程7.1 来样采样泵将空气由采样管路抽人，经滤膜过滤并除湿，进入气体选择单元。7.2 气体选择气体选择单元自动选择标气、空气样品或者目标气样品进人色谱主机分析。7.3 组分分离检测二氧化碳和甲烧应在色谱柱内基线分离，先后进人检测器，检测要求见附录A。推荐系统配置及工作条件参见附录B.7.4 敢掘处理和计算可用峰高和峰面朝两种方式定量，计算方法见GB/T4946-2008的B.4.7

12、.5存档采集并存储色谱系统相关信息。8 系统维护4 系统维护主要包括以下内容z一一每日检查色谱圈状况、载气压力、部气压力、进气流量等参数并记录，一一每隔3个月对接近本底大气浓度的标气重复进样分析，二氧化碳和甲烧重复进样的标准偏差应小于0.1X 10-6 mol/mol和2X10-9 mol/mol; 一-若进气流量下降大于20%.应检查进气系统并进行维护z一一进气管路宜每年进行清洗，二一切换阀阀芯宜每年进行更换s一一若二氧化碳转化效率低于99%.应更换锦催化剂。. 矗GB/T 31705-2015 附量是A规范性附录二氧化碳和甲嬉栓副要求A. 1 对接近于环境浓度的标气(二氧化碳浓度范围为38

13、0.0X 10-6 mol/mol.480.0 X 10-6 mol/mol, 甲烧浓度范围为1800X lO-9 mol/mol-2 800X 10-9 mol/moD重复进样分析10次以上，峰高或峰面积相对标准偏差对二氧化碳和甲烧分别优于0.05%和0.1%.A.2 将不少于5个浓度梯度二氧化磷浓度间隔20.0X 10-6 mol/mol左右p甲烧浓度间隔200 X 10-9 mol/ mol左右的标气序列接人重复进样分析99次以上，将响应平均值与标都浓度线性拟合，每瓶标气拟合残差绝对值二氧化碳应小于0.1X 10-6 mol/mol，甲烧应小于1X 10-9 mol/mol o 5 GB

14、/T 31705-2015 附录B(资料性附录推荐系统配置及工作条件表B.l给出了推荐系统配置及工作条件。囊B.1推荐系统配置及工作条件项目条件色谱柱长3.65m，外径4.76mm , Haysep Q 80-100目，不锈钢填充柱检测器条件氧气:100.0mL min-1，空气:300.0mL. min-1 ，温度.175c 镰催化剂395.0 c 柱温65.0 c 定量管体积15 mL 载气流量108.0 mL. min-1 定量管进样流量75.0 mL min-1 6 1- EON-mohFmH筒。华人民共和国家标准气相色谱法本底大气二氧化碳和甲蜿浓度在镜现副方法G/T 31705-2015 国中* 中国标准出版社出版发行北京市鞠阳区和平墨西街甲2号(100029)北京市西城区三里凋北街16号(100045)网址J总编室1(010)68533533发行中心1(010)51780238读者服务部，(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张0.75字数14千字2015年6月第一次印刷 何号:155066. 1-51254定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话1(010)68510107开本880X12301/16 2015年6月第一版