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德國LOPAP NO2分析儀

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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，并直接導致了城市環境中“熱霧”的形成。此外，被氧化的NO2形成硝酸(HNO3)，直接導致環境酸化（“酸雨”）。城市NO2濃度已經超過了2010年歐盟規定的20 ppb的閾值，其原因仍在討論中。由于其研究的重要性，全國網絡臺站均對NO2進行著常規監測。然而，目前主流的商業儀器均被一個重要的、大家所熟知的正干擾所影響（見圖1）。鑒于這些干擾的存在，科研領域所用的儀器采用光解轉換器（如“藍光”二極管）取代鉬轉化器，消除了許多已知的干擾。但是，這些儀器在嚴重污染的大氣條件下還可受到顯著負干擾影響（見圖2）。大氣中NO2濃度在幾個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，同時也需要具有大的動態量程。基于這些要求，一個新的超靈敏的NO2-LOPAP儀器被研制出來。技術原理 LOPAP分析儀(LongPath Absorption Photometer)是濕化學原位測定裝置，通過化學方法將被測氣態NO2轉化為疊氮化物，通過測量長路徑下的光吸收確定NO2濃度。特殊特氟隆管（Teflon AF2400）作為長徑吸收池，其中光可被全反射被傳遞，所以靈敏度非常高（檢測限低至2 ppt）。為了消除采樣時可能出現的潛在影響（如取樣管路內的反應），通過一個外部取樣模塊元直接收集大氣中NO2并進行測量。能夠干擾測量結果的臭氧(O3)和亞硝酸(HONO)可以被上游臭氧洗滌器中的水靛藍溶液有效去除；作為儀器可選的擴展裝置，此方法可以用于測量大氣中O3濃度(Peters et al., 2012)。性能指標空氣流速 0.5 L/min 吸收路徑長度 0.1~6 m 測量范圍 0.002~300 ppbv 時間分辨率(10-90 %) 3~6 min 精度 ±(0.5 % + DL) 準確度 ±(10 % + DL) 檢測范圍(DL) 2 pptv (6分鐘時間分辨率) 干擾因素對已經測試過的痕量氣體，可忽略 NO2-LOPAP所顯示的是線性響應，并且覆蓋了所有大氣情況下的寬動態測量范圍2 pptv~300ppbv（見圖3）；通過縮短光學測量室的長度，可以擴展其測量范圍至ppmv級。高靈敏度可以測量極低水平的NO2，如極地條件下。在中度大氣污染的城市大氣條件下，該儀器與化學發光儀和光解轉換器進行了成功對比，見圖4. 此外，在非常復雜光霧條件下，通過霧室，該分析儀的測量結果與FTIR等的測量結果做了對比（見圖5），其它商業NO2分析儀受到的干擾非常明顯(Villena et al., 2012)。

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