目前該儀器承擔全美的大氣顆粒物研究項目-IMPROVE OC/EC樣品的分析,已分析超過10萬張濾紙,并在美國的100多個大氣顆粒物研究項目中得到應用。
該儀器還可以使用 NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health)方法測定樣品中的OC/EC含量。由于NIOSH設計時是針對污染源樣品(如柴油車尾氣)的采集,未考慮環(huán)境大氣的實際情況, 如環(huán)境大氣中礦物含量較高時,其所測的EC含量偏低,比TOR/TOT方法測試的EC值偏低達2倍。盡管NIOSH是美國的由研究機構(gòu)頒布的柴油顆粒物的測定方法,但由于環(huán)境測量的不準確性,美國環(huán)境保護署(USEPA)現(xiàn)采用IMPROVE方法代替NIOSH進行OC/EC測量,并在即將開展的區(qū)域大氣灰霾(長達65年)觀測中采用IMPROVE方法。
該儀器可以快速、簡便、準確地分析出懸浮在大氣中的氣溶膠粒子所含的有機碳(Organic carbon, OC)、元素碳(Elemental carbon, EC)和碳酸鹽(Carbonate carbon, CC)組分。儀器所采用的TOR(熱光反射法)和TOT(熱光透射法)方法被認為是當前大氣中OC/EC測量準的一種推薦方法。
技術參數(shù):
氣溶膠樣品中的有機碳和元素碳含量由IMPROVE(Interagency Monitoring of Protected Visual Environment)分析協(xié)議規(guī)定的熱光反射法(TOR)獲得。該方法的主要測試原理是:在無氧的純氦氣環(huán)境下環(huán)境中逐步(溫度梯度)加熱,將0.530 cm2的濾紙上的顆粒態(tài)碳轉(zhuǎn)化為 二氧化碳(CO2);然后再將樣品在含2%氧氣的氦氣環(huán)境下逐步(溫度梯度)加熱,此時樣品中的元素碳釋放出來。上述各個溫度梯度下產(chǎn)生的CO2,經(jīng)氧化爐(MnO2)催化,于還原環(huán)境下轉(zhuǎn)化為可通過火焰離子化檢測器(FID)檢測的甲烷(CH4) 。樣品在加熱過程中, 部分有機碳可發(fā)生碳化現(xiàn)象而形成黑碳,使濾膜變黑,導致熱譜圖上的有機碳和元素碳峰不易區(qū)分。因此,在測量過程中,采用 633 nm的氦-氖激光監(jiān)測濾紙的反光光強,利用光強的變化明確指示出元素碳氧化的起始點。有機碳碳化過程中形成的碳化物稱之為聚合碳(OPC)。因此,當一個樣品完成測試時,有機碳和元素碳的8個組分(OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、OPC)同時給出(見熱譜圖),IMPROVE協(xié)議將有機碳定義為 (OC1+OC2+OC3+OC4+OPC), 將EC定義為 (EC1+EC2+EC3-OPC)。
DRI2001A儀器的檢測限:
- OC: 0.82 μg C /cm2
- EC: 0.20 μg C /cm2
- TC(Total Carbon): 0.93 μg C /cm2
測量范圍: 0.2-750μg C /cm2
主要特點:
自動進樣與分析樣品
同時測量8個碳組分
可以準確分析樣品中的碳酸鹽含量
獲得的吸光碳可供能見度研究
可以模擬當前絕大多數(shù)其它碳氣溶膠的分析方法,以進行對比研究






