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LOPAP®-03（NO2）二氧化氮分析儀

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）的主要先驅(qū),，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20ppb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)ppt(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,?；谶@些要求,，一個(gè)新的超靈敏的NO₂-LOPAP儀器被研制出來(lái)。

測(cè)量原理

LOPAP(Long Path Absorption Photometer):長(zhǎng)光路差分吸收光譜技術(shù)整合濕化學(xué)取樣方法,。

LOPAP分析儀(Long Path 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),。

技術(shù)參數(shù)

性能測(cè)試

圖1：標(biāo)準(zhǔn)的NOx-化學(xué)發(fā)光儀與鉬轉(zhuǎn)換器和DOAS分析儀的內(nèi)部比較(Villena at al.,， 2012)。

圖2：標(biāo)準(zhǔn)的NOx-化學(xué)發(fā)光儀與光解轉(zhuǎn)換器和DOAS分析儀的內(nèi)部比較,。

圖3: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~300 ppbv；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)量極低水平的NO₂，如極地條件下,。

圖4: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.

圖5: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,，其它商業(yè)NO₂分析儀受到的干擾非常明顯。

研究使用不同的商業(yè)NO ₂分析儀的干擾情況(Villena at al.,，2012),。

參考文獻(xiàn)

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.?Villena,， G.,， I. Bejan， R. Kurtenbach,， P. Wiesen and J. Kleffmann: Interferences of commercial NO2 instruments in the urban atmosphere and in a smog-chamber， Atmos. Meas. Tech.,， 2012,， 5， 149-159.

Peters,， S.,， I. Bejan， R. Kurtenbach,， G. Villena,， P. Wiesen， and J. Kleffmann: Development of a new LOPAP Instrument for the Detection of O3 in the Atmosphere,， Atmos. Environ.,， 2012， 67,， 112-119.