LOPAP分析儀是濕化學(xué)原位測定裝置

更新時間：2016-12-19

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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，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進行著常規(guī)監(jiān)測。然而，目前主流的商業(yè)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(lǐng)域所用的儀器采用光解轉(zhuǎn)換器（如“藍光”二極管）取代鉬轉(zhuǎn)化器，消除了許多已知的干擾。但是，這些儀器在嚴重污染的大氣條件下還可受到顯著負干擾影響。
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(tài)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(shù)原理
LOPAP分析儀(LongPath 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(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(jīng)測試過的痕量氣體，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態(tài)測量范圍2 pptv~300ppbv（見圖3）；通過縮短光學(xué)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(xué)發(fā)光儀和光解轉(zhuǎn)換器進行了成功對比，見圖4.

此外，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（見圖5），其它商業(yè)NO₂分析儀受到的干擾非常明顯(Villena et al., 2012)。

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LOPAP分析儀是濕化學(xué)原位測定裝置