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國家環(huán)境保護(hù)局光化學(xué)評估監(jiān)測站是當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量檢測中心，其主要監(jiān)測空氣中可導(dǎo)致的臭氧含量降低（惡劣的）的污染物。這些非極性化合物在空氣中的含量（體積分?jǐn)?shù)）通常為0.1至幾十ppbv，如果不是在某些情況下不會更大。由于這些含量水平太低不能直接檢測，所以需要輔助各種濃縮富集技術(shù)比如低溫捕集或化學(xué)吸附捕集。任何一種低于室溫的濃縮技術(shù)都存在一個主要問題，那就是空氣中的水分對其的負(fù)面影響。數(shù)量多達(dá)幾十毫克的水可能會嚴(yán)重破壞色譜系統(tǒng)，諸如水冷凍形成冰會導(dǎo)致氣流流量限制或者堵塞色譜柱；水的存在會影響色譜峰峰形以及影響分析物在某些色譜柱比如氧化鋁PLOT色譜柱上的保留。在預(yù)濃縮前，可以采用多種多樣的技術(shù)有效的去除氣體采樣流中的水分，例如使用干燥劑、半透膜和降低溫度（用于濃縮水）。其中一個*的技術(shù)是使用全氟磺酸®（TM,DuPont™）膜對采樣氣流進(jìn)行干燥，此方法非常有效。此膜的滲透性依賴于分析物的性質(zhì)，通常來說，非極性化合物可以通過此膜而水分和極性組分則不能通過此膜。本文主要集中在濕度對ppbv及以下低濃度PAMS目標(biāo)物的影響的研究，以及與G. Broadway et al所研究的濕度對高于10ppbPAMS目標(biāo)物的影響進(jìn)行比較。 

實驗PAMS標(biāo)準(zhǔn)儲備氣購自Linde Canade，濃度為USEPA推薦的濃度3~10ppb。PAMS組分的稀釋采用由作者自己設(shè)計和建造在線稀釋器，使用高純氮?dú)鉃橄♂寗┻M(jìn)行動態(tài)實時稀釋。氣體的純化采用先進(jìn)的三床再起凈化過濾器。在線稀釋器采用兩個2000ml/min的質(zhì)量流量計（MFC）。一個用于控制純氮?dú)饬鞯牧魉佟Ａ硪粋€也是用于控制氮?dú)饬鳎藲饬魍ㄟ^一個10um不銹鋼燒結(jié)插入一個2L的HPLC溶劑瓶，瓶內(nèi)裝有3/4的18MΩ去離子水。鼓泡式MFC出口與純氮?dú)饬鞯腗FC出口通過一個三通匯合在一起。由于我們檢測的是ppbv以下水平的含量，為了消除水中或相關(guān)管路、接頭、MFC等可能帶入的低含量有機(jī)物污染物對實驗帶來的背景干擾，匯合后的氮?dú)饬鳎ò駳饬骱透蓺饬鳎╇S后依次通過兩個除烴管Soil Vapour Intrusion（SVI,熱解吸）。隨后純凈的氣流與PAMS標(biāo)氣混合進(jìn)入1/4英寸的不銹鋼管路，PAMS標(biāo)氣采用MFC控制其流速為200mL/min。為了減少層流流動效應(yīng)并促進(jìn)氣流的混合，將不銹鋼管路內(nèi)徑減少到1/8英寸（6英尺）。管路最終連接到一個1/8英寸的不銹鋼三通。其中一路流向大約為1英尺距離的在線附件，流速為15mL/min。另一路連接到1/4英寸的Bev-A-Line管以待研究，Bev-A-Line管在采樣附件的下流，最終連接到一個自主研發(fā)及制造的濕度傳感器。整個系統(tǒng)的框架圖如圖1所示。自主研制的濕度附件采用的是Honeywell Humidcon™ HIH9130-021，其濕度范圍為0~100%，準(zhǔn)確度為±1.7，溫度讀數(shù)準(zhǔn)確度為±0.6℃，通過I2C通信。I2C數(shù)據(jù)通過一個定制的Atmel® 328P微處理器讀取，結(jié)果數(shù)據(jù)通過I2C連接到一個16*2LCD顯示器。濕度和溫度更新速率為10Hz。相似的，MFC也是通過定制的Atmel® 328P程序控制的，采用串口（SPI）控制12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的MCP4821。

由于MCP4821最大輸出為4096mV，而MFC需要0~5000mV，故采用TLC2272軌對軌的運(yùn)算放大器（Op Amp）將DAC0~4096mV的輸出放大1.25倍。使用旋轉(zhuǎn)編碼器和瞬時按鈕用于設(shè)定點(diǎn)和MFC的選取。MFC的回讀采用ATMega328P 10位內(nèi)置ADC直讀，沒有任何緩沖。回讀和設(shè)定點(diǎn)都經(jīng)I2C在16*2LCD上顯示。MFC控件的基本組成電子框架圖如圖2所示。

MFC設(shè)置和流速M(fèi)FC設(shè)置為10位（0~1023），MFC通過12位DAC模擬輸入為0~5V。MFC的流速采用PE1000電子流量計校準(zhǔn)，PE1000電子流量計具有NIST可追溯性。MFCs標(biāo)記為MFC#1用于濕氣流，MFC#2用于干燥氣流，MFC#3用于標(biāo)氣。除非另有注釋，MFC的流速設(shè)置如下：MFC#1：設(shè)置100，產(chǎn)生的流量在MFC出口直接檢測為228ml/min，加濕后濕度為77%RH時檢測為263ml/min。由于水蒸氣在室溫下產(chǎn)生的額外的體積，一般認(rèn)為由加濕器附件產(chǎn)生的額外反壓導(dǎo)致的流量差異。MFC#2：設(shè)置100，產(chǎn)生流量為193ml/min。MFC#3：設(shè)置100，產(chǎn)生流量為34.7ml/min。采用干燥氮?dú)庀♂寴?biāo)氣=（193+34.7）/34.7=6.56:1采用濕氮?dú)庀♂寴?biāo)氣=（263+34.7）/34.7=8.58:1濕度備注由于加濕氣流依次通過兩個SVI管，每個管子的濕度容量大約為35 mg，所以濕度值需要一定時間來穩(wěn)定。這種效應(yīng)的具體描述可參見Snow et al2.在本項研究中，采樣前此穩(wěn)定時間通常為一個小時。結(jié)果如圖3和圖4所示，無論采用濕度為77%還是采用干燥氮?dú)饬飨♂孭AMS標(biāo)氣在PLOT和BP-1色譜柱上分離得到色譜圖很相似。圖5是4個連續(xù)進(jìn)樣重疊的色譜圖，說明在低含量水平運(yùn)行得到良好的重現(xiàn)性。

結(jié)論在PAMS標(biāo)氣濃度水平為0.3ppbv~1ppbv時，事實證明臭氧前體系統(tǒng)性能在高濕度條件下與低濕度或零濕度條件下是一致的。從色譜峰形和強(qiáng)度上看，高濕度對低含量PAMS目標(biāo)化合物的分析幾乎沒有負(fù)面影響。這使得干燥的標(biāo)氣可以不需要加濕處理而直接進(jìn)行分析