安捷倫Agilent 8890 氣相色譜儀對大氣中四種溫室氣體的高精度測定

檢測樣品：大氣樣品

檢測項目：溫室氣體

方案概述：高精度溫室氣體監測能夠精準量化碳排放、驗證減排成效，并為氣候政策提供科學依據。其核心技術要求是實現 ppb 級檢出限以及高精度多組分同步分析。本應用簡報展示了 Agilent 8890 氣相色譜系統如何在多閥多柱系統上優化，實現對大氣背景中四種關鍵溫室氣體的高精度監測，從而為各級環境監測站提供可靠、易用的分析解決方案。

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更新時間2025年09月05日

上傳企業安捷倫科技（中國）有限公司

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方案詳細說明相關產品清單

目前，我國積極實施能源消耗總量和強度雙控。生態環境部印發的《“十四五”生態環境監測規劃》特別指出推進碳排放實測技術發展，組織多個重點行業企業開展二氧化碳、甲烷等溫室氣體排放監測試點工作；組建重點城市溫室氣體監測網絡，升級國家大氣背景站溫室氣體監測功能。因此，在各省（直轄市）及地市（州）環保系統內開展溫室氣體監測已成為重要任務。甲烷、二氧化碳、氧化亞氮和六氟化硫是我國溫室氣體監測網絡的主要分析目標。它們排放來源不同，不同種類之間的濃度差別可達 6 個數量級（例如，環境空氣中 CH4 含量約 1–2 ppm，SF6 含量在 9–15 ppt 之間），準確監測這四類氣體需要采用高靈敏度檢測方法。在監測精度方面，GB/T 31705-2015[1] 要求監測技術對濃度接近實際溫室氣體的標樣重復分析 10 次所獲得的 CO2 和 CH4 定量精度分別優于 0.05% 和 0.1%。對于 GB/T 31705-2015 方法未覆蓋的其他兩種氣體 N2O 和 SF6，國家環境總站要求監測重現性分別優于 0.1%（對于 N2 O）和 0.5%（對于 SF6）。

高精度環境溫室氣體監測方案主要采用基于光腔衰蕩光譜技術 (CRDS) 的在線設備。此類設備的測量精度對于不同的溫室氣體略有差別，但普遍優于 0.05%。但 CRDS 技術不適合測量 SF6，在實際應用中需要與用于測量 SF6 的其他技術聯用，以完成對目標化合物的監測。不同分析技術的使用對操作人員的經驗和技能要求更高，且不同分析平臺聯用增加了溫室氣體監測成本。開發一種基于實驗室廣泛應用的技術平臺/同一技術平臺的方案，提供可靠/高精度的監測結果，對于建立溫室氣體監測網絡尤為重要。氣相色譜技術是這一方案開發過程中的重要候選平臺之一。

利用氣相色譜檢測溫室氣體的做法由來已久。傳統方法采用氣體閥進樣，將熱導檢測器 (TCD) 和氫火焰離子化檢測器 (FID) 串聯分別檢測 CO2 和 CH4，或者將甲烷轉化爐和 FID 聯用在同一通道上檢測 CO2 和 CH4 [2]，利用電子捕獲檢測器 (ECD) 檢測 N2 O。采用此類配置獲得的 CO2、CH4 和 N2 O 分析精度可以達到 0.2%–0.5%，但很難突破到 < 0.1%，不能滿足當前溫室氣體監控準確度和精度的需求；且傳統方法中很少有關于對 ppt 濃度級別 SF6 分析精度的報道。為了在同一氣相色譜系統上監測痕量 CO2、CH4、N2 O 和超痕量 SF6，并滿足嚴格的分析精度和準確度要求，需要從進樣、分離、檢測等多個因素入手進行方案優化，并實現配置的靈活擴展，以滿足未來分析擴項的需求（例如，加入空氣中痕量 CO 分析等）。

本文展示了 Agilent 8890 氣相色譜儀通過優化進樣體積/控制進樣重現性，采用多通道分析和高靈敏度檢測器，優化分析流路以保證系統長期穩定運行，從而實現對四種關鍵溫室氣體的高精度監測。

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