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QUMA LOPAP 二氧化氮分析儀
| 品牌： | 德國QUMA | 型號： | LOPAP-03 |
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，全國網(wǎng)絡(luò)臺站均對NO2進(jìn)行著常規(guī)監(jiān)測。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。
測量原理
LOPAP(Long Path Absorption Photometer):長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)原位測定裝置，通過化學(xué)方法將被測氣態(tài)NO2轉(zhuǎn)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(shí)可能出現(xiàn)的潛在影響（如取樣管路內(nèi)的反應(yīng)），通過一個(gè)外部取樣模塊元直接收集大氣中NO2并進(jìn)行測量。能夠干擾測量結(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，此方法可以用于測量大氣中O3濃度(Peters et al., 2012)。
技術(shù)參數(shù)
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 ppb |
時(shí)間分辨率(10-90 %) | 3-6 min |
精度 | ±(0.5 % + DL) |
準(zhǔn)確度 | ±(10 % + DL) |
檢測范圍(DL) | 2 ppt (6分鐘分辨率) |
干擾因素 | 無特殊痕量氣體干擾 |
性能測試
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儀器的響應(yīng)，精度和監(jiān)測范圍的測試
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)測量范圍2 pptv~300 ppbv；通過縮短光學(xué)測量室的長度，可以擴(kuò)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。
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)行了成功對比.
圖4：NO2-LOPAP在城市大氣中化學(xué)發(fā)光儀和光解轉(zhuǎn)換器相比較(Villena at al., 2011).
圖5:在非常復(fù)雜光霧條件下，通過霧室， 該分析儀的測量結(jié)果與FTIR等的測量結(jié)果做了對比，其它商業(yè)NO2分析儀受到的干擾非常明顯。
圖5：NO2-LOPAP與FTIR的霧室對比。加入不同微量物質(zhì)并且混合照射紫外光模擬復(fù)雜大氣氣體條件，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.
QUMA LOPAP 二氧化氮分析儀
