背景介紹：
光化學(xué)煙霧污染是當(dāng)前范圍內(nèi)的區(qū)域性空氣污染問題之一。主要是由對(duì)流層中的氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物在特殊的氣象條件下（光照、無風(fēng)或微風(fēng)），經(jīng)過一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，生成包括臭氧、過氧化物、醛及過氧乙酰硝酸酯等一系列二次污染物的過程。在這些二次污染物中，臭氧所占比重。眾多研究表明，臭氧對(duì)人體、材料、農(nóng)作物都有的危害性。隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，自上世紀(jì)九十年代末至今，近地面高濃度的臭氧污染已成為我國大部分地區(qū)嚴(yán)峻的大氣問題。
揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱VOCs）在對(duì)流層光化學(xué)氧化循環(huán)中起到關(guān)鍵作用，是城市和區(qū)域二次氣態(tài)污染物的重要前體物，直接或間接地控制光氧化劑的生成速度和效率，對(duì)大氣氧化潛勢(shì)有著重要影響。揮發(fā)性有機(jī)物組成復(fù)雜，通?？煞譃榉羌淄樘?xì)浠衔铮∟on-methane hydrocarbons，簡(jiǎn)稱NMHCs）、含氧有機(jī)物（Oxygenated Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱OVOCs）及鹵代烴等幾大類，其中非甲烷碳?xì)浠衔锼急戎亍?/span>
GC5000儀器分析系統(tǒng)參考EPA PAMS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以揮發(fā)性有機(jī)物中的C2-C12碳?xì)浠衔餅楸O(jiān)測(cè)目標(biāo)，為相關(guān)部門監(jiān)測(cè)臭氧前體物提供準(zhǔn)確的具有代表性的長期資料；使空氣污染防治有關(guān)單位能夠客觀地掌握空氣質(zhì)量狀況，尋找并建立完整的臭氧與其前體物及氣象條件間的相互關(guān)系，找到臭氧污染的成因，繼而研究出可行的防制策略。
關(guān)于PAMS：
PAMS是Photochemical Assessment Monitoring Stations的縮寫，中文名光化學(xué)評(píng)估監(jiān)測(cè)站。1990年通過了空氣清潔法修訂案(Clean Air Act Amendments)，同時(shí)EPA要求各州在臭氧污染嚴(yán)重地區(qū)建立光化學(xué)評(píng)估監(jiān)測(cè)站，全面監(jiān)測(cè)臭氧及臭氧前體以了解臭氧污染發(fā)生的原因。
AMA GC5000系統(tǒng)構(gòu)成：
GC5000型揮發(fā)性有機(jī)物在線色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由德國AMA Instruments公司累積二十年的經(jīng)驗(yàn)開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造，技術(shù)，性能穩(wěn)定，無需人員值守。
系統(tǒng)具有ppt級(jí)的高檢測(cè)靈敏度，參考EPA PAMS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，針對(duì)臭氧前體物中C2-C12碳?xì)浠衔锏拈L期監(jiān)測(cè)而進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化。
目前，GC5000系列已在德國、荷蘭、比利時(shí)、希臘、巴西、意大利、西班牙、韓國等國家的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。另外，柏林、臺(tái)北、漢城的超級(jí)站也在使用這套系統(tǒng)。
北京、南京、廣州、天津、深圳等城市大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已選用該套設(shè)備。同時(shí)，該套系統(tǒng)已應(yīng)用于廣州亞運(yùn)會(huì)大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
核心設(shè)備：
* GC5000 VOC分析色譜 （目標(biāo)化合物 C2-C5）；
* GC5000 BTX分析色譜 （目標(biāo)化合物 C6-C12）；
* DIM200動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)器 （稀釋倍數(shù)2500倍）；
輔助設(shè)備：
* 氣源：高純氮、高純氫、壓縮空氣；
* 氣體預(yù)處理裝置，凈化載氣和助燃?xì)猓?/span>
* PAMS 標(biāo)準(zhǔn)氣體（56種混合標(biāo)樣, 1ppm）；
* 數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)；
* 19’標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜；
相關(guān)功能：
為了用戶方便地了解儀器狀況，查看譜圖和數(shù)據(jù)，AMA軟件智能監(jiān)控分析色譜的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)保存系統(tǒng)工作時(shí)期發(fā)生的有關(guān)監(jiān)測(cè)、校準(zhǔn)、斷電及其它事件記錄，方便用戶回溯系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
通過網(wǎng)絡(luò)，用戶能夠遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)界面，查看運(yùn)行狀況。維護(hù)工程師可以遠(yuǎn)程協(xié)助，提高系統(tǒng)維護(hù)效率。同時(shí)分析色譜的數(shù)據(jù)，備份到數(shù)據(jù)工控機(jī)（txt文件），防止儀器損壞導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)丟失。
技術(shù)規(guī)范：
系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)符合歐盟和EPA對(duì)大氣中臭氧前體物監(jiān)測(cè)的規(guī)范要求
* the VDI guideline 2100 of the EU guideline 2002/3/EC ，from February 12th 2002；
* the guidelines of the Technical Assistance Document EPA/600-R-98/161 of US EPA，from September 30th 1998。
技術(shù)特點(diǎn)：
精確控制采樣流量和樣品量：GC5000色譜使用質(zhì)量流量計(jì)控制采樣流量，累加獲得樣品體積，可以避免環(huán)境壓力和溫度的影響。
兩級(jí)樣品富集技術(shù)（針對(duì)低碳組分）：兩級(jí)樣品富集技術(shù)能夠提供高容量的樣品富集體積（對(duì)C2化合物的穿透體積大于800ml），以及樣品聚焦能力（保證色譜出峰分離度高，同時(shí)峰形優(yōu)秀。）
注：右側(cè)色譜圖中，編號(hào)分別為1-乙烷 ；2-乙烯；3-丙烷；
吸附管工作溫度>10°C：吸附管在樣品富集和聚焦階段的工作溫度高于10°C，避免富集模塊出現(xiàn)冷凍情況。適合無人值守的觀測(cè)站點(diǎn)長期運(yùn)行;
極性的反萃取柱作為預(yù)柱：極性的反萃取柱能夠截留環(huán)境空氣樣品中的高沸點(diǎn)有機(jī)物及水汽。避免目標(biāo)化合物以外的高沸點(diǎn)物質(zhì)導(dǎo)致的分析周期延長；避免水汽引起色譜保留時(shí)間偏移導(dǎo)致的色譜峰識(shí)別錯(cuò)誤。同時(shí)，被截留的物質(zhì)在分析周期里會(huì)被反向吹出預(yù)柱。
60m的毛細(xì)管色譜柱：長的色譜柱，能夠獲得的分離效率，為優(yōu)秀分析眾多目標(biāo)化合物提供保證。
全電動(dòng)控件：系統(tǒng)內(nèi)部采用全電動(dòng)控件，相對(duì)于氣動(dòng)控件，能有效降低儀器的維護(hù)量。同時(shí)避免了氣動(dòng)閥門使用過程中可能出現(xiàn)的因漏氣而造成的氣體損失。
性能參數(shù):
GC5000 VOC色譜分析儀
功能：全天自動(dòng)連續(xù)24h采樣，使用兩級(jí)富集，色譜柱進(jìn)行分離，分析C2~C5有機(jī)物種；
量程范圍：0~300ppb；
檢出限：0.05ppb（丙烷為例）；
分析周期：30~60min；
采樣：
采樣時(shí)間：0~99min(可調(diào))；
流量：10~50 ml/min（可調(diào)）；
質(zhì)量流量控制計(jì)（MFC）控制；
采樣體積：200~800 ml（可調(diào)）；
富集：
雙極富集：
一級(jí)富集柱：采樣溫度15°C，熱解析溫度350°C；
二級(jí)富集柱：聚焦溫度20°C，熱解析溫度350°C；
加熱速度：40°C/s；
色譜柱箱:
石英玻璃毛細(xì)管柱，長度30m~60m；
柱箱溫度范圍：40-210 °C；
升溫速率：1-25 °C/min（以1 °C/min增加）；
載氣：N2，99.999%，3bar；
FID-氫火焰離子化檢測(cè)器；
要求氫氣（H2）和助燃空氣供應(yīng)；
氫氣，99.999%，3bar；
助燃空氣，99.999%，3bar；
校準(zhǔn)：允許單點(diǎn)/多點(diǎn)校準(zhǔn)；
輸出：智能顯示圖譜、參數(shù)規(guī)格、運(yùn)行狀態(tài)等，可通過系統(tǒng)菜單完成各種參數(shù)的設(shè)定、編輯及結(jié)果處理等操作；
電源：220V 50HZ；
運(yùn)行環(huán)境：
溫度：0~40°C（如果溫度超過溫度范圍，需要加裝空調(diào)）；
相對(duì)濕度：5~95%無冷凝；
外觀：19”×6 HU×600mm，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，重量35 kg；
GC5000 BTX色譜分析儀
功能：全天自動(dòng)連續(xù)24h采樣，使用單級(jí)富集，色譜柱進(jìn)行分離，分析C6~C12有機(jī)物種；
量程范圍：0~300ppb；
檢出限：0.03ppb（苯為例）；
分析周期：30~60min；
采樣：
采樣時(shí)間：0~99min(可調(diào))
流量：10~50 ml/min（可調(diào)）
質(zhì)量流量控制計(jì)（MFC）控制
采樣體積：200~800 ml（可調(diào)）
富集：
富集柱：采樣溫度30°C，熱解析溫度350°C；
加熱速度：40°C/s；
色譜柱箱：石英玻璃毛細(xì)管柱，長度30m~60m；
柱箱溫度范圍：40-210 °C；
升溫速率：1-25 °C/min（以1 °C /min增加）；
載氣：N2，99.999%，3 bar；
FID-氫火焰離子化檢測(cè)器
要求氫氣（H2）和助燃空氣供應(yīng)；
氫氣，99.999%，3 bar；
助燃空氣，99.999%，3 bar；
校準(zhǔn)：允許單點(diǎn)/多點(diǎn)校準(zhǔn)；
輸出：智能顯示圖譜、參數(shù)規(guī)格、運(yùn)行狀態(tài)等，可通過系統(tǒng)菜單完成各種參數(shù)的設(shè)定、編輯及結(jié)果處理等操作；
電源：220V 50Hz；
運(yùn)行環(huán)境：
溫度：0~40°C（如果溫度超過溫度范圍，需要加裝空調(diào)）；
相對(duì)濕度：5~95%，無冷凝；
外觀：19”×6 HU×600mm，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，重量35 kg；
DIM 200校準(zhǔn)模塊
功能：
（1）在GC5000BTX色譜分析儀控制下，完成采樣、校準(zhǔn)所需流路的切換；
（2）精確控制零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)色譜系統(tǒng)的校準(zhǔn)，稀釋倍數(shù)1～2500；
供應(yīng)氣：
零氣（純凈空氣或氮?dú)猓? bar；
標(biāo)準(zhǔn)氣：3 bar；
樣品氣；
流量控制：
標(biāo)準(zhǔn)氣：2~100 ml/min；
零氣：100~5000ml/min；
精度：測(cè)量值±0.5%；
質(zhì)量流量控制計(jì)（MFC）控制；
兩種（可選）工作方式：
（1）通過內(nèi)部通訊路連接AMA色譜系統(tǒng)，由色譜系統(tǒng)軟件控制，可最多執(zhí)行20點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)
（2）加裝選配的獨(dú)立運(yùn)行軟件或外部控制接口，實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行或通過外部數(shù)字I/O聯(lián)機(jī)遙控工作時(shí)，可最多執(zhí)行5點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)
電源：220V 50Hz；
運(yùn)行環(huán)境：
溫度：0~40°C（如果溫度超過溫度范圍，需要加裝空調(diào)）；
相對(duì)濕度：5~95%，無冷凝；
外觀：19“，3H標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，重量4 kg
系統(tǒng)應(yīng)用：
南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院朱彬老師利用GC5000系統(tǒng)對(duì)大氣環(huán)境中VOCs(C2-C12)進(jìn)行分析，分析VOCs在不同的風(fēng)向影響下，其濃度不同，并且不同的排放源對(duì)VOCs總量貢獻(xiàn)不同，VOC的濃度主要受風(fēng)向的影響，表明VOC的初次排放來源于本地，而且在城市東北區(qū)域內(nèi)，VOC濃度受到區(qū)域傳輸?shù)挠绊?，通過對(duì)丙烯同系物和臭氧形成的潛在方法的評(píng)估。表明烯烴對(duì)臭氧的化學(xué)形成貢獻(xiàn)量為57%-58%，利用主成分分析/主成分受體模型分析。結(jié)果表明，在該區(qū)域內(nèi)，有39%的VOC主要來源于車輛排放，溶劑的使用和工業(yè)來源占到36%。
