安捷伦Agilent 8890 气相色谱仪对大气中四种温室气体的高精度测定

检测样品：大气样品

检测项目：温室气体

方案概述：高精度温室气体监测能够精准量化碳排放、验证减排成效，并为气候政策提供科学依据。其核心技术要求是实现 ppb 级检出限以及高精度多组分同步分析。本应用简报展示了 Agilent 8890 气相色谱系统如何在多阀多柱系统上优化，实现对大气背景中四种关键温室气体的高精度监测，从而为各级环境监测站提供可靠、易用的分析解决方案。

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更新时间2025年09月05日

上传企业安捷伦科技（中国）有限公司

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方案详细说明相关产品清单

目前，我国积极实施能源消耗总量和强度双控。生态环境部印发的《“十四五”生态环境监测规划》特别指出推进碳排放实测技术发展，组织多个重点行业企业开展二氧化碳、甲烷等温室气体排放监测试点工作；组建重点城市温室气体监测网络，升级国家大气背景站温室气体监测功能。因此，在各省（直辖市）及地市（州）环保系统内开展温室气体监测已成为重要任务。甲烷、二氧化碳、氧化亚氮和六氟化硫是我国温室气体监测网络的主要分析目标。它们排放来源不同，不同种类之间的浓度差别可达 6 个数量级（例如，环境空气中 CH4 含量约 1–2 ppm，SF6 含量在 9–15 ppt 之间），准确监测这四类气体需要采用高灵敏度检测方法。在监测精度方面，GB/T 31705-2015[1] 要求监测技术对浓度接近实际温室气体的标样重复分析 10 次所获得的 CO2 和 CH4 定量精度分别优于 0.05% 和 0.1%。对于 GB/T 31705-2015 方法未覆盖的其他两种气体 N2O 和 SF6，国家环境总站要求监测重现性分别优于 0.1%（对于 N2 O）和 0.5%（对于 SF6）。

高精度环境温室气体监测方案主要采用基于光腔衰荡光谱技术 (CRDS) 的在线设备。此类设备的测量精度对于不同的温室气体略有差别，但普遍优于 0.05%。但 CRDS 技术不适合测量 SF6，在实际应用中需要与用于测量 SF6 的其他技术联用，以完成对目标化合物的监测。不同分析技术的使用对操作人员的经验和技能要求更高，且不同分析平台联用增加了温室气体监测成本。开发一种基于实验室广泛应用的技术平台/同一技术平台的方案，提供可靠/高精度的监测结果，对于建立温室气体监测网络尤为重要。气相色谱技术是这一方案开发过程中的重要候选平台之一。

利用气相色谱检测温室气体的做法由来已久。传统方法采用气体阀进样，将热导检测器 (TCD) 和氢火焰离子化检测器 (FID) 串联分别检测 CO2 和 CH4，或者将甲烷转化炉和 FID 联用在同一通道上检测 CO2 和 CH4 [2]，利用电子捕获检测器 (ECD) 检测 N2 O。采用此类配置获得的 CO2、CH4 和 N2 O 分析精度可以达到 0.2%–0.5%，但很难突破到 < 0.1%，不能满足当前温室气体监控准确度和精度的需求；且传统方法中很少有关于对 ppt 浓度级别 SF6 分析精度的报道。为了在同一气相色谱系统上监测痕量 CO2、CH4、N2 O 和超痕量 SF6，并满足严格的分析精度和准确度要求，需要从进样、分离、检测等多个因素入手进行方案优化，并实现配置的灵活扩展，以满足未来分析扩项的需求（例如，加入空气中痕量 CO 分析等）。

本文展示了 Agilent 8890 气相色谱仪通过优化进样体积/控制进样重现性，采用多通道分析和高灵敏度检测器，优化分析流路以保证系统长期稳定运行，从而实现对四种关键温室气体的高精度监测。

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