一、引言

气体成分分析是化学计量的重要组成部分，涉及大气污染物、工业废气、室内空气质量、温室气体等气体组分的检测。随着“双碳”战略的推进和环保法规的日益严格，气体成分分析技术在环境保护、工业安全、健康监测等领域发挥着越来越重要的作用。

二、气体成分分析的基本方法与分类

常见的气体成分分析方法包括：

红外吸收光谱法（IR）：适用于CO₂、CH₄、NOₓ等气体检测；

紫外-可见光谱法（UV-Vis）：用于O₃、SO₂、NO₂等气体识别；

电化学传感器：适用于CO、H₂S、O₂等有毒有害气体监测；

质谱分析（MS）：用于复杂气体混合物的定性与定量分析；

激光光谱技术：如可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS），具有高灵敏度与选择性。

三、核心技术与系统构成

1. 红外气体分析仪

基于不同气体对特定波长红外光的吸收特性进行检测，广泛用于工业排放监测与温室气体测量。

2. 激光气体传感器

采用近红外或中红外激光光源，具有响应快、抗干扰能力强的优点，适用于在线监测场景。

3. 多气体检测平台

集成多种传感器模块，结合模式识别算法，可同时检测多种气体成分，广泛用于城市空气质量监测站。

4. 移动式气体检测设备

便携式气体检测仪可用于现场应急监测、工厂巡检、地下空间通风评估等。

四、典型应用场景

1. 城市空气质量监测

PM2.5、臭氧、二氧化硫、氮氧化物等污染物浓度监测依赖高精度气体分析仪器，为环保政策提供数据支持。

2. 工业排放在线监测

火电厂、水泥厂、化工厂等重点排污单位需安装烟气连续监测系统（CEMS），实现实时排放监管。

3. 室内空气质量评估

办公室、学校、医院等场所的CO₂、甲醛、TVOC等指标需定期检测，保障人员健康。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

交叉干扰导致检测选择性下降；

长期稳定性与重复性不佳；

高精度设备成本高昂，普及率受限。

未来发展方向包括：

纳米材料增强型传感器：如MOFs、石墨烯、金属氧化物；

柔性可穿戴气体检测设备：用于个人健康监测；

AI驱动的数据融合与异常识别：提升检测准确性与智能化水平；

低成本一次性传感器开发：拓展消费级市场；

标准化数据库建设：推动检测结果国际互认。