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背景簡介

環境中的PAN（過氧乙酸硝酸酐，常用俗名為過氧乙酰硝酸酯）由大氣中的部分揮發性有機物（VOCs）和氮氧化物（NOx）反應生成，其形成經歷與臭氧形成類似。因此，PAN和O3均為VOC-NOx光化學指示劑。

PAN的濃度從海洋背景點幾個ppt到城市污染空氣中超過10ppb。因其催淚效應和植物毒性而為人所知。因為PAN的低溫穩定性，它同時也是大氣活性氮的重要的儲庫。因此它能夠作為活性氮化合物如NO₂的遷移形態，*終影響對流層臭氧的產生。

儀器介紹

1992年，在德國環保部的支持下，基于德國馬普化學所（Max-Planck Institute）的技術和研究，Metcon公司研發了PAN氣相色譜分析儀。從那時起，該套系統經歷了多次升級，其中校準過程經過研究院所的深入測試。儀器也在全球許多國家穩定運行。

自動化的PAN分析儀適合19”機架式安裝。它整合了電腦控制的全自動分析儀器和一個簡單可靠的校準方法。PAN的檢測限小于50ppt。動態線性范圍超過10ppb。動態校準單元是基于NO校準氣流的光化學合成PAN。

PAN由低于室溫的毛細管柱進行氣相色譜分離后，由電子捕獲器檢測。色譜柱安裝在一個由peltier半導體制冷片控溫的緊湊的柱箱中。溫度波動低于1K（1度）。周圍溫度范圍為20~30℃。雙層隔熱系統保證系統可以在寬范圍的環境溫度中（5～30℃）正常運行。純化和預處理后的氮氣作為系統的載氣和補充氣。對預柱進行反吹可以防止高保留時間的物種進入分析主柱和檢測器，防止污染并減少分析時間。采樣、進樣和色譜柱的切換是由一個氣動10通閥（VALCO品牌）完成的。樣品采樣的旁路設計能夠減少采樣管路的停留時間。

色譜軟件

為便于控制色譜系統和數據采集及整合，我們設計了新的電腦軟件（基于Windows7系統）。軟件中應用了由Measurement Computing Inc.， USA生產的I/O控制板(USB-DA或者PCMCIA/PC-Card)。下列模塊是軟件的一些主要組件：

l控制色譜及其持續運轉，為遠程操控接收控制參數。

lECD信號的數據獲取，峰數據的自動積分。

l在離線狀態下，查看原始數據，重新對峰面積進行積分。

l評價積分峰的時間序列，如CCl₄、PAN。

識別峰是自動進行的，用戶首先需要在測試色譜圖上確定相應峰的大致位置和峰寬。在其后自動運行的色譜中，準確的峰位置和積分將會使用*小二乘法擬合并自動優化。PAN的峰面積和通過校準因子產生的濃度數據同時存儲。

校準單元

校準單元能夠產生持續且穩定的已知濃度的PAN氣體。基于從NO校準氣（ppm量級）光化學合成的PAN，再動態稀釋到0.1～30ppb，總流量在1～10L/min。該校準單元模塊是半自動的。PAN校準單元和PAN分析單元通過氣動PFA閥門連接。在校準模式，樣品來自于校準模塊的過流組件。校準單元需要的過氧乙酰自由基由丙酮光解生成，這些過氧乙酰自由基首先會氧化NO為NO₂，然后生成PAN。

校準單元經過German Tropospheric Research Focus（TFS）的質量保證程序的評價，他們使用了兩種獨立的技術進行評判，PAN的產率確定為92%±3%。同時發現這個參數在很寬范圍的操控條件下都穩定適用，例如0.1～30ppb的PAN在10L/min的流量下。

因為背景站中CCl₄的濃度相當穩定，所以其出峰可以作為內標來評價ECD的響應。

稀釋用的零氣

高純空氣，成分為21%O2，其余為N2，經凈化管凈化。

技術參數

分析單元

方法：氣相色譜法

預柱和主柱：寬孔毛細管柱

檢測器： ECD檢測器

控制/數據采集：雙USB接口數據采集設備

軟件：基于Windows 7操作系統，完成數據采集，積分和控制

數據格式：PAN濃度數據為.gc文件，能用Excel打開；色譜原始數據為.adc文件，能用adam32軟件打開并進行數據后處理

尺寸：19”機柜3U（45×45×13.5cm）

重量：大約15kg

校準單元

方法：使用NO標氣連續光化學反應合成的方法；轉換效率為92%±3%

稀釋氣體：零空氣經過氧化劑和活性炭純化（5L/min）

環境溫度：30℃（可選耐受更高溫度）

尺寸：19’’機柜2U（45×45×9 cm）

重量：大約12kg

儀器總電源：220VAC，300W