ICS 13.020.10 Z 04 团体标准 T/LCAA 005—2021 气体中甲烷、氧化亚氮和二氧化碳 浓度测定 气相色谱法 Determination of methane, nitrous oxide and carbon dioxide concentrations in gases ——gas chromatography method 2021-03-06实施 2021-03-05发布 北京低碳农业协会 发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 I 目 次 前 言 ............................................................................ II 1 范围 ................................................................ .............. 1 2 规范性引用文件 ................................................................ .... 1 3 术语和定义 ................................................................ ........ 1 4 测量步骤 ................................................................ .......... 2 5 甲烷、氧化亚氮、二氧化碳气体浓度计算 ................................ .............. 4 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 本文件由北京低碳农业协会提出并归口。 本标准主要起草单位： 中国科学院大气物理研究所 、 北京低碳农业协会、 中国气象局 气象探测中心 、 国家市场监督管理总局认证认可研究中心 本标准主要起草人 ：韩圣慧 、王跃思、郑循华 、王迎红、 吴建繁、 刘立新、韩新法、 王睿、刘春岩、 姚志生、王凯、张伟、李思琪、王琳、杨泽慧、孙天晴 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 1 气体中甲烷、氧化亚氮和二氧化碳浓度测定气相色谱法 1 范围 本文件规定了气体中甲烷、氧化亚氮和二氧化碳浓度测定相关的术语和定义、测量步骤和气体浓度 计算等技术要求。 本文件适用于各类气体样品中的二氧化碳 、甲烷和氧化亚氮的浓度测定。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于 本文件。 QX/T 125-2011 温室气体 本地观测术语 GB/T 4946- 2008 气相色谱法 术语 GB/T 31705 -2015 气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测方法 GB/T 31709 -2015 气相色谱法本底大气二氧化碳和甲烷浓度在线观测数据处理方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 二氧化碳浓度 concentration of carbon dioxide 气体中二氧化碳气体的摩尔分数或体积分数， 单位为μmol mol-1或μL L-1。 3.2 甲烷浓度 concentration of methane 气体中甲烷气体的摩尔分数或体积分数，单位 为μmol mol-1或μL L-1。 3.3 氧化亚氮浓度 concentration of nitrous oxide （分子式 N 2O） 气体中氧化亚氮气体的摩尔分数或体积分数，单位为 nmol mol-1或nL L-1。 3.4 标准气体 standard gas 含有已知浓度的甲烷、氧化亚氮或二氧化碳的气体。 3.5 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 2 标准曲线 standard curve line 标准气体 的化学属性与仪器响应之间的函数关系 。 3.6 变异系数 coefficient of variation 测定数据标准差与平均值之比（ CV），用百分数（ %）表示，反映数据离散程度。 4测量步骤 气相色谱仪应在检测前一天 开机稳定。 4.1 通气和检漏 a）打开高纯氮气钢瓶主阀，将分 压调至0.4 MPa； b）打开空气泵开关（或压缩空气钢瓶主阀），分 压调至0.4 MPa； c）打开高纯氢气钢瓶主阀，分压调至 0.4 MPa； d）10% CO 2辅助气钢瓶主阀打开，分压调至 0.4 MPa； e）用皂液检查钢瓶、连接管路的气密性，确认无漏气。 4.2 打开检测器 a）打开气相色谱工作站软件； b）待氢火焰离子化检测器（FID ）升至设定温度（必须大于 150℃）后，给 FID点火； c）等待电子捕获检测器 （ECD）、镍触媒温度升至设定温度。 4.3 色谱仪基线 FID和ECD基线趋于平稳，一般 FID基线在15-20，ECD基线在110-150。 4.4 检查注射器气密性 拔带有三通阀密闭注射器活塞到大约 20 mL的位置后，放开活塞，如果活塞立即弹回原位，注射器 中没有被抽进空气，则表明注射器及其带的三通阀密封性能良好。 4.5 仪器稳定性评估 a） 用带三通开关阀的气袋抽取室外空气约 500 mL，关阀保存； b） 用带三通阀的注射器从气袋中抽 10 mL左右的气体，清洗气袋和注射器连接处的气路，清洗次 数3次； c） 用带三通阀的注射器从气袋中抽 60 mL左右的气体，连续进样 5～6次，对仪器稳定性进行评 估；当这些平行样品 CH4、CO2和N2O峰面积的变异系数均小于 1%时，认为仪器已经稳定，可以 进行仪器标定/ 标准曲线制作，以及进行样品分析。 4.6仪器标定及工作曲线制作 对于具体的样品分析，可根据检测到的仪 器0点状态和预计样品浓度范围，来决定是采用工作曲线 标定方式或是单点标定方式。 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 3 4.6.1 常压标气 制备 在常压条件下，用注射器取出标气注入气相色谱进行分析。常压力标气的准备方法和步骤： a） 用高纯氮气洗净的 1 L 容积气袋，分别用 100 mL标气清洗气袋两次； b） 将气袋与标气连接，确保气密，转动气袋上的三通阀，用标气对进气袋前的气路清洗 3秒钟； c） 向气袋中放入大约 400 mL标气。气相色谱分析的标气均用注射器取自气袋中存储的常压标气。 4.6.2 标定方式 当气相色谱响应信号随气体浓度变化的关系直线在纵坐标上的截距接近于 0，可采用单点定标进行 标定。否则，应用不同浓度梯度的标准气体制作工作曲线来标定目标气体浓度。 另外，气相色谱仪器对宽浓度范围的响应具有非线性效应。因而，当气体样品的浓度跨度较大时， 也应当采用工作曲线标定方式。 如果采用工作曲线标定方式测定过程中， 每天需要制作一条新的工作曲线， 以标定当天分析的样品， 并且应当在样品分析过程中，穿插与样品浓度比较接近的标准气体的跟踪分析，来评估和修正标准曲线 的漂移。 4.7气样分析 4.7.1 气样浓度 范围 二氧化碳 （CO 2，浓度<1%）、甲 烷（ CH4，浓度<20μmol mol-1）和氧化亚氮（ N2O，浓度<2μmol mol-1） 的浓度。 4.7.2 气样分析步骤 用注射器从钢瓶或气袋中抽取气体的步骤如下： a）气体进样口前安装 带有气相色谱专用的玻璃纤维的二通阀或三通阀过滤头。每个月需要更换一 次填充的玻璃纤维。 b）通过三通阀将 100mL注射器与气袋或钢瓶上的气体出口连通，并确保连接不漏气； c）打开气袋和钢瓶上的阀门，用注射器抽取气袋的气体，或让钢瓶中的气体直接正压充入注射 器； d）控制阀门的开启程度，让气体缓慢流入注射器，通过注射器上的三通阀转向，清洗连接气路 3-5次，每次用 10 mL左右的气体； e）抽取100 mL气袋气或钢瓶存储的气样。对于人工分析，样品和标气进样时，先将注射器的三 通阀与进口连接，确保气密性，往进样口中缓慢推入气体样品，在 N 2O、CH4和CO2进样口分别推入 15、 10和5 mL气体样品，将在每个进样口推入气体的时间都统一控制在 4秒钟完成，将从一个进样口转 移到另一个进口进样的时间间隔都控制在 3秒钟（转移过程中需要将注射器上的三通阀关闭），最后 一个进样口进样完毕到仪器转阀开始分析之间的间隔控制在大约 10秒钟。对于真空瓶采集样品的正 压进样自动分析，需要将注射器取出的样品注入预先抽好的真空瓶中，并按与人工测定相同的顺序安排在样品盘上。 4.8仪器维护 全国团体标准信息平台 T/LCAA 005 —2021 4 气相色谱仪 检测完当天的气体样品后，需烤柱过夜 ，将分析柱中的杂质 清理出去。 a）关闭气