NO2是一種重要的大氣痕量氣體，它直接影響健康，且是臭氧(O3)的主要，并直接導(dǎo)致了城市環(huán)境中“熱霧”的形成。此外，被氧化的NO2形成硝酸(HNO3，直接導(dǎo)致環(huán)境酸化(“酸雨”)。城市NO2濃度已經(jīng)超過(guò)了2010年歐盟規(guī)定的20 ppb的閾值，其原因仍在討論中。
由于其研究的重要性，全國(guó)網(wǎng)絡(luò)臺(tái)站均對(duì)NO2進(jìn)行著常規(guī)監(jiān)測(cè)。然而，目前主流的商業(yè)儀器均被一個(gè)重要的、大家所熟知的正干擾所影響(見(jiàn)圖1)。鑒于這些干擾的存在，科研領(lǐng)域所用的儀器采用光解轉(zhuǎn)換器(如“藍(lán)光”二極管)取代鉬轉(zhuǎn)化器，消除了許多已知的干擾。但是，這些儀器在嚴(yán)重污染的大氣條件下還可受到顯著負(fù)干擾影響(見(jiàn)圖2)。
大氣中NO2濃度在幾個(gè)ppts (10-12)和幾百ppb (10-9)之間變化，因此，NO2分析儀除了具有高選擇性，同時(shí)也需要具有大的動(dòng)態(tài)量程。基于這些要求，一個(gè)新的超靈敏的NO2-LOPAP儀器被研制出來(lái)。
技術(shù)原理
LOPAP分析儀(LongPath Absorption Photometer)是濕化學(xué)原位測(cè)定裝置，通過(guò)化學(xué)方法將被測(cè)氣態(tài)NO2轉(zhuǎn)化為疊氮化物，通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)路徑下的光吸收確定NO2濃度。特殊特氟隆管(Teflon AF2400)作為長(zhǎng)徑吸收池，其中光可被全反射被傳遞，所以靈敏度非常高(檢測(cè)限低至2 ppt)。為了消除采樣時(shí)可能出現(xiàn)的潛在影響(如取樣管路內(nèi)的反應(yīng))，通過(guò)一個(gè)外部取樣模塊元直接收集大氣中NO2并進(jìn)行測(cè)量。能夠干擾測(cè)量結(jié)果的臭氧(O3)和亞硝酸(HONO)可以被上游臭氧洗滌器中的水靛藍(lán)溶液有效去除;作為儀器可選的擴(kuò)展裝置，此方法可以用于測(cè)量大氣中O3濃度(Peters et al., 2012)。
性能指標(biāo)
| 空氣流速 | 0.5 L/min |
| 吸收路徑長(zhǎng)度 | 0.1~6 m |
| 測(cè)量范圍 | 0.002~300 ppbv |
| 時(shí)間分辨率(10-90 %) | 3~6 min |
| 精度 | ±(0.5 % + DL) |
| 準(zhǔn)確度 | ±(10 % + DL) |
| 檢測(cè)范圍(DL) | 2 pptv (6分鐘 時(shí)間分辨率) |
| 干擾因素 | 對(duì)已經(jīng)測(cè)試過(guò)的痕量氣體，可忽略 |
NO2-LOPAP所顯示的是線性響應(yīng)，并且覆蓋了所有大氣情況下的寬動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍2 pptv~300ppbv(見(jiàn)圖3);通過(guò)縮短光學(xué)測(cè)量室的長(zhǎng)度，可以擴(kuò)展其測(cè)量范圍至ppmv級(jí)。高靈敏度可以測(cè)量低水平的NO2，如地條件下。
在中度大氣污染的城市大氣條件下，該儀器與化學(xué)發(fā)光儀和光解轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了成功對(duì)比，見(jiàn)圖4.
此外，在非常復(fù)雜光霧條件下，通過(guò)霧室， 該分析儀的測(cè)量結(jié)果與FTIR等的測(cè)量結(jié)果做了對(duì)比(見(jiàn)圖5)，其它商業(yè)NO2分析儀受到的干擾非常明顯(Villena et al., 2012)。
生產(chǎn)廠家：德國(guó) QUMA
參考文獻(xiàn)
[1] Villena, G., I. Bejan, R. Kurtenbach, P.Wiesen and J. Kleffmann: Development of a new Long Path Absorption Photometer (LOPAP)Instrument for the Sensitive Detection of NO2 in the Atmosphere, Atmos.Meas. Tech., 2011, 4, 1663-1676.
[2] Villena, G., I. Bejan, R. Kurtenbach, P.Wiesen and J. Kleffmann: Interferences of commercial NO2 instruments in theurban atmosphere and in a smog-chamber, Atmos. Meas. Tech., 2012, 5,149-159.
[3] Peters, S., I. Bejan, R. Kurtenbach, G.Villena, P. Wiesen, and J. Kleffmann: Development of a new LOPAP Instrument forthe Detection of O3 in the Atmosphere, Atmos. Environ., 2012, 67,112-119.
會(huì)員1.png)
