研究报告

  • 况彩菱,曾立民,陈仕意,汲惠德.基于腔衰减相移光谱法的二氧化氮分析仪的设计与应用[J].环境科学学报,2020,40(8):2970-2976

  • 基于腔衰减相移光谱法的二氧化氮分析仪的设计与应用
  • The design and application of an online nitrogen dioxide analyzer based on cavity attenuated phase shift spectroscopy
  • 基金项目:环境空气臭氧前驱体及光化学烟雾在线监测仪的研制与产业化(No.2017YFF0108302);泰安市大气臭氧污染成因诊断研究项目(No.SDTASJ2018-0761-00)
  • 作者
  • 单位
  • 况彩菱
  • 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871
  • 曾立民
  • 1. 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871;2. 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
  • 陈仕意
  • 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871
  • 汲惠德
  • 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871
  • 摘要:基于腔衰减相移光谱法设计了一套二氧化氮在线分析仪,通过优化测量参数,该仪器可长期稳定运行,其时间分辨率为60 s,检出限为0.191 ppb,在0~300 ppb范围内,NO2气体浓度与相位正切信号值具有较好的二次拟合关系,R2为0.9995.另外,该仪器在泰安站进行了长期外场观测,并与改装后的进口商品化仪器PKU-Thermo 42i-TL进行比对实验,结果表明,两者的测量结果一致性较好,R2=0.9811,表明其具有良好的运行稳定性和测定结果准确性,适用于环境大气二氧化氮浓度的在线监测.外场观测结果表明,春季泰安站二氧化氮浓度均值为12.39 ppb,有明显日变化规律.
  • Abstract:An online nitrogen dioxide (NO2) analyzer has been developed based on cavity attenuated phase shift spectroscopy (CAPS) technique (NO2-CAPS). Under optimized instrumental settings, the instrument is shown to be running stably for long time period. The detected NO2 concentration within 0 ppb to 300 ppb depends quadratically on the tangential phase signal (R2 = 0.9995). The time resolution and the limit of detection is determined to be 60 s and 0.191 ppb, respectively. The newly developed NO2-CAPS was running in parallel with a chemiluminescence-based commercial instrument (PKU-Thermo 42i-TL) during a field observation campaign. Good agreement is found for the NO2 concentrations measured by both instruments (R2=0.9811), which indicated that the NO2-CAPS is capable for online measurement of atmospheric NO2 with good stability and accuracy. During the campaign, NO2 showed clear diurnal variation pattern with an average concentration of 12.39 ppb.

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