【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】根據(jù)《上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》等有關(guān)規(guī)定，由上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)編制的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣二氧化碳(CO2)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范》已完成征求意見(jiàn)稿，現(xiàn)面向社會(huì)征求意見(jiàn)。意見(jiàn)反饋郵箱：houjunshaepi@163.com，截止時(shí)間2024年6月14日。
 

　　大氣中溫室氣體濃度變化相對(duì)其他大氣成分較小，比如 CO2 濃度年際變化僅約 2 ppm(10-6，百萬(wàn)分率)。為了準(zhǔn)確捕捉本底大氣中溫室氣體的微小變化，WMO/GAW 對(duì)本底大氣溫室氣體監(jiān)測(cè)提出了極高的要求。CO2 觀測(cè)的可比性要求須達(dá)到 0.1 ppm，考慮到本底大氣 CO2 濃度約 410 ppm，則相對(duì)誤差應(yīng)小于0.25‰。此外，對(duì) CH4 和 N2O 的可比性要求也達(dá)到 2 ppb(10-9，十億分率)和0.1 ppb，即相對(duì)誤差應(yīng)小于 1‰和 0.3‰。為了滿足這些監(jiān)測(cè)要求，必須采用高精度的溫室氣體監(jiān)測(cè)儀器。這些儀器必須能夠在微量級(jí)別檢測(cè)出溫室氣體濃度的變化，并且在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)中保持穩(wěn)定的性能。此外，CO2監(jiān)測(cè)的環(huán)境條件，例如溫度、濕度、氣壓等因素都有可能影響 CO2 監(jiān)測(cè)的精度，因此高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須依賴于配套設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)嚴(yán)格標(biāo)校流程等措施來(lái)保證監(jiān)測(cè)條件的穩(wěn)定性，保證儀器的高精度運(yùn)行，包括對(duì)監(jiān)測(cè)儀器的校準(zhǔn)和校正，確保儀器的測(cè)量精密度、穩(wěn)定性和可比性。質(zhì)量保證和質(zhì)量控制方法是保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性的重要環(huán)節(jié)，高精度的監(jiān)測(cè)要求等都迫切需要探索出成體系的針對(duì)不同原理環(huán)境空氣二氧化碳連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)全行業(yè)共同在標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下開(kāi)展 CO2監(jiān)測(cè)，共同推動(dòng)高精度監(jiān)測(cè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
 

　　根據(jù)《上海市環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的要求，本文件按照 GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第 1 部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
 

　　本文件參考環(huán)境空氣溫室氣體及其示蹤物(CO2、CH4、N2O 和 CO)光腔衰蕩光譜法連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)指南(第一版)，環(huán)境空氣溫室氣體及其示蹤物(CO2、CH4、N2O 和 CO)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)采樣系統(tǒng)技術(shù)要求(第一版)。
 

　　本文件主要內(nèi)容說(shuō)明：
 

　　本文件規(guī)定了環(huán)境空氣二氧化碳(CO2)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)要求、日常運(yùn)行維護(hù)要求、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷等技術(shù)要求。文件包括：前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)要求、日常運(yùn)行維護(hù)要求、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)有效性判斷。
 

　　1.適用范圍確定
 

　　本文件適用于采用光腔衰蕩光譜法、離軸積分腔輸出光譜法、傅里葉變換紅外光譜法、中紅外激光直接吸收光譜法、光學(xué)反饋腔增強(qiáng)激光吸收光譜法連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境空氣二氧化碳(CO2)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)的運(yùn)行管理與質(zhì)量控制，其他方法不在本文件規(guī)范范圍內(nèi)。
 

　　2.術(shù)語(yǔ)和定義
 

　　2.1 工作氣 working gas
 

　　實(shí)驗(yàn)室標(biāo)氣直接衍生的、供某套特定觀測(cè)系統(tǒng)日常使用的標(biāo)氣，用于樣品中目標(biāo)物種的定量。根據(jù)儀器消耗標(biāo)氣的量和使用頻率而有所不同。使用前后用上一級(jí)標(biāo)氣各標(biāo)定一次。
 

　　2.2 目標(biāo)氣 target gas
 

　　工作標(biāo)氣的一種，將濃度(接近目標(biāo)物質(zhì)的大氣濃度)已知的標(biāo)氣作為待測(cè)氣體，每隔一定周期重復(fù)測(cè)定，用以監(jiān)視分析系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
 

　　2.3 光腔衰蕩光譜法 cavity ring-down spectroscopy
 

　　基于單波長(zhǎng)激光光束進(jìn)入光腔在腔鏡之間來(lái)回反射振蕩，切斷光源后其能量隨時(shí)間而衰減、衰減的速度與光腔自身的損耗(包括透射、散射)和腔內(nèi)被測(cè)組分(介質(zhì))吸收相關(guān)的原理，特定光腔自身的損耗為常量，光能量的衰減與被測(cè)組分的含量成比例，以此定量被測(cè)組分含量的方法。
 

　　2.4 離軸積分腔輸出光譜法 off-axis integratedcavity output spectroscopy
 

　　根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)的特征吸收光譜，使特定波長(zhǎng)的激光偏離光軸人射充有樣氣的高精密諧振光腔，在高效反射鏡的作用下不斷反射，通過(guò)測(cè)量和比較入射光和透射光的強(qiáng)度，從而得到樣氣中目標(biāo)物質(zhì)的濃度。
 

　　2.5 傅里葉變換紅外光譜法 Fourier transform infrared spectroscopy
 

　　基于樣氣對(duì)紅外輻射的吸收特性，測(cè)量樣氣發(fā)生紅外吸收后產(chǎn)生的干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變化的方法來(lái)測(cè)定紅外光譜定量被測(cè)組分。
 

　　2.6 中紅外激光直接吸收光譜法 mid-infrared laser absorption spectroscopy
 

　　根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)在中紅外波段的特征吸收光譜，將特定波長(zhǎng)的激光引導(dǎo)進(jìn)入氣體吸收池，激光在氣體吸收池內(nèi)來(lái)回反射并被氣體吸收，激光強(qiáng)度的降低與目標(biāo)物質(zhì)濃度成正比，通過(guò)測(cè)量和比較入射光和透射光的強(qiáng)度，從而得到樣氣中目標(biāo)物質(zhì)的濃度。
 

　　2.7 光學(xué)反饋腔增強(qiáng)紅外吸收光譜法 cavity-feedback cavity-enhanced enbance absorption spectroscopy通過(guò)掃描激光頻率，使之與諧振腔某一腔模頻率產(chǎn)生共振，并通過(guò)光反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光頻率和光學(xué)諧振腔縱模的鎖定，測(cè)量通過(guò)諧振腔的透射光信號(hào)來(lái)獲得被測(cè)物質(zhì)的吸收光譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的測(cè)量。
 

　　3.系統(tǒng)構(gòu)成和技術(shù)要求
 

　　3.1 系統(tǒng)單元構(gòu)成
 

　　環(huán)境空氣二氧化碳(CO2)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由樣品采集及處理單元、樣氣/標(biāo)氣選擇單元、主機(jī)單元、標(biāo)氣單元、數(shù)據(jù)采集處理單元以及其它輔助單元等組成。
 

　　3.2 技術(shù)要求
 

　　3.2.1 樣品采集和處理單元
 

　　a)樣氣從室外進(jìn)樣口至分析儀的駐留時(shí)間不超過(guò) 5 min。
 

　　b)進(jìn)氣過(guò)濾器能去除粒徑大于 5 μm 顆粒物，推薦使用不銹鋼或聚四氟乙烯過(guò)濾膜。
 

　　c)樣氣在進(jìn)人樣氣/標(biāo)氣選擇單元之前應(yīng)經(jīng)過(guò)溫度平衡、壓力控制。
 

　　d)樣氣/標(biāo)氣溫度應(yīng)基本相同，壓力接近于 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(或?yàn)榄h(huán)境壓力)。
 

　　e)除濕裝置對(duì)待測(cè)組分無(wú)明顯吸附或化學(xué)反應(yīng)建議采用不銹鋼或者硬質(zhì)玻璃材質(zhì)，除水效率大于 99%，推薦樣氣經(jīng)過(guò)低于 -50 ℃環(huán)境脫水除水。雖然部分分析儀出廠時(shí)對(duì)水汽影響予以精確校正，仍推薦對(duì)樣氣進(jìn)行除濕干燥。
 

　　f)采樣管線應(yīng)對(duì) CO2，無(wú)污染或吸附，因長(zhǎng)期置于室外，故要求耐老化，推薦使用黑膠鋁管或不銹鋼管線，外徑≥10mm。
 

　　g)采樣泵應(yīng)為無(wú)油隔膜泵，內(nèi)部材質(zhì)為聚四氟乙烯，流量不低于 5L • min-1。采樣泵后端采樣管線應(yīng)使用黑膠鋁管或不銹鋼材質(zhì)管線。
 

　　3.2.2 樣氣/標(biāo)氣選擇單元
 

　　a)采樣管線對(duì) CO2 無(wú)污染、吸附或破壞作用。
 

　　b)在不同管路之間切換時(shí)密封性要好，不漏氣，無(wú)交叉污染，并可編程控制。
 

　　c)質(zhì)量流量控制器在流量為 0~300 mL • min-1，壓力為 0~0.2 MPa時(shí)，流量分辨率優(yōu)于全量程的 0.1%。
 

　　4.日常運(yùn)行維護(hù)要求
 

　　4.1 基本要求
 

　　環(huán)境空氣二氧化碳(CO2)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)連續(xù)不間斷運(yùn)行，具有故障指示功能。
 

　　監(jiān)測(cè)儀器主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)與儀器說(shuō)明書(shū)要求和系統(tǒng)安裝驗(yàn)收時(shí)的設(shè)置值保持一致。如確需對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)開(kāi)展參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)和儀器性能測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果并編制參數(shù)調(diào)整測(cè)試報(bào)告。
 

　　4.2 日常維護(hù)
 

　　4.3 站房日常維護(hù)
 

　　應(yīng)對(duì)站房及輔助設(shè)備定期巡檢，每周至少巡檢 1 次，巡檢工作主要包括：
 

　　a)檢査站房?jī)?nèi)溫度是否保持在 25℃±5℃，建議 24小時(shí)變化幅度不超過(guò)±2℃，相對(duì)濕度保持在 80%以下。在冬、夏季節(jié)應(yīng)注意站房?jī)?nèi)外溫差，及時(shí)調(diào)整站房溫度或?qū)Σ蓸庸懿扇∵m當(dāng)?shù)臏乜卮胧┓乐挂驕夭钤斐刹蓸友b置出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象。
 

　　b)檢查采樣管進(jìn)氣、排氣是否正常。檢査抽氣泵工作是否正常。若配有閥箱，應(yīng)檢査閥箱是否正常多口閥切換是否正常。
 

　　c)檢查站房排風(fēng)排氣裝置工作是否正常。
 

　　d)檢查標(biāo)氣瓶是否漏氣，檢査標(biāo)氣消耗情況，壓力值接近 500 psi 時(shí)需更換標(biāo)氣瓶。檢查標(biāo)氣瓶二級(jí)分壓是否在正常范圍內(nèi)，并與樣氣進(jìn)樣壓力保持一致。若分析儀測(cè)量水汽濃度，則應(yīng)檢査標(biāo)氣水汽濃度值(一般在 0-0.008%)，如出現(xiàn)水汽濃度值顯著增高，應(yīng)檢查瓶閥、管路、進(jìn)樣系統(tǒng)是否漏氣。
 

　　e)檢查數(shù)據(jù)采集、傳輸與網(wǎng)絡(luò)通訊是否正常。
 

　　f)檢查各種運(yùn)維工具、儀器耗材、備件是否完好齊全。
 

　　g)檢查空調(diào)、電源等輔助設(shè)備的運(yùn)行狀況是否正常，檢查站房空調(diào)機(jī)的過(guò)濾網(wǎng)是否清潔，必要時(shí)進(jìn)行清洗。
 

　　h)檢查各種消防、安全設(shè)施是否完好齊全。
 

　　i)對(duì)站房周?chē)碾s草和積水應(yīng)及時(shí)清除，對(duì)監(jiān)測(cè)有影響的樹(shù)枝應(yīng)及時(shí)進(jìn)行剪除。
 

　　j)檢查避雷設(shè)施是否正常，子站房屋是否有漏雨現(xiàn)象。
 

　　k)每年檢查采樣塔、采樣管線等輔助設(shè)施。
 

　　l)記錄巡檢情況。
 

　　4.4 監(jiān)測(cè)儀器日常維護(hù)
 

　　4.4.1 總體要求
 

　　每日檢查包括：
 

　　a)每日遠(yuǎn)程查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及儀器工作狀態(tài)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障檢測(cè)及排除。
 

　　每周檢查包括：
 

　　b)每周進(jìn)行儀器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)鐘檢查，確保時(shí)鐘偏差不超過(guò)30秒。應(yīng)注意時(shí)區(qū)設(shè)置情況，監(jiān)測(cè)儀器可使用自帶時(shí)區(qū)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)使用北京時(shí)區(qū)。
 

　　c)每周檢查儀器配備的干燥系統(tǒng)等，包括設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)、干燥后水汽濃度、耗材使用情況、積水情況等，及時(shí)維護(hù)、更換耗材。
 

　　每月檢查包括：
 

　　d)每月視儀器類(lèi)型清洗風(fēng)扇防塵網(wǎng)。
 

　　每季度檢查包括：
 

　　e)每季度檢查抽氣泵泵膜、閥片，必要時(shí)更換，且至少每年更換1次。
 

　　f)每季度使用檢漏液對(duì)氣路正壓部分進(jìn)行氣密性檢查。
 

　　每年檢查包括：
 

　　g)根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)的要求，定期更換和清潔儀器設(shè)備中的過(guò)濾裝置。采樣入口處和采樣管路中的過(guò)濾器至少每年更換1次，顆粒物濃度較高地區(qū)或濃度較高季節(jié)，并視顆粒物過(guò)濾膜實(shí)際污染情況加大更換頻次。
 

　　h)顆粒物濃度較高地區(qū)建議每年清潔1次室外采樣管，其他地區(qū)視情況開(kāi)展。每次清潔后，應(yīng)進(jìn)行檢漏測(cè)試。
 

　　i)根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)的要求，定期檢查、清洗、更換儀器重要部件。
 

　　4.4.2 具體要求
 

　　滿足總體維護(hù)要求，還應(yīng)根據(jù)不同監(jiān)測(cè)儀器定期進(jìn)行以下維護(hù)，主要內(nèi)容包括：
 

　　a)離軸積分腔輸出光譜儀應(yīng)每日檢查激光是否偏移及激光器光譜是否正確，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整。
 

　　b)離軸積分腔輸出光譜儀應(yīng)定期檢查高反射率透鏡是否潔凈，受到污染應(yīng)及時(shí)更換。
 

　　c)傅里葉變換紅外光譜儀每月檢查氮?dú)馄渴褂们闆r，必要時(shí)及時(shí)更換氣瓶。
 

　　d)中紅外高精度光譜儀每季度檢查抽氣泵潤(rùn)滑油刻度線，及時(shí)補(bǔ)充。
 

　　4.5 故障設(shè)備處理
 

　　對(duì)出現(xiàn)故障的儀器設(shè)備應(yīng)及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的檢查和維修。
 

　　a) 應(yīng)在 24 小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，原則上 7 天內(nèi)完成修復(fù)。
 

　　b) 根據(jù)儀器制造商提供的維修手冊(cè)要求，開(kāi)展故障判斷和檢修。
 

　　c) 對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)能夠診斷明確，并且可以通過(guò)簡(jiǎn)單更換備件解決的故障，
 

　　應(yīng)及時(shí)檢修并盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。
 

　　d) 對(duì)于不能在現(xiàn)場(chǎng)完成故障檢修的儀器，應(yīng)送至系統(tǒng)支持實(shí)驗(yàn)室或儀器制造商進(jìn)行檢查和維修，并及時(shí)采用備用儀器開(kāi)展監(jiān)測(cè)。
 

　　e) 對(duì)泵膜、散熱風(fēng)扇、氣路接頭、顆粒物過(guò)濾器或接插件等普通易損件維修后，應(yīng)進(jìn)行目標(biāo)氣檢查。對(duì)機(jī)械部件、光學(xué)部件、檢測(cè)部件和信號(hào)處理部件等關(guān)鍵部件維修后，應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)和儀器性能測(cè)試，測(cè)試合格后，方可投入使用。
 

　　f) 每次故障檢修完成后，應(yīng)對(duì)檢修、校準(zhǔn)和測(cè)試情況進(jìn)行記錄并存檔。
 

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