大氣氮氧化物(NOx)光解測量技術的應用開發(fā).pdf

1、目前國內(nèi)外監(jiān)測中廣泛應用的氮氧化物(NOx)測量方法是鉬轉化爐-化學發(fā)光法(MoCL)。本研究中利用實驗證實鉬轉化爐法所測NOx/NO2結果較真實值偏高,并提供了光解測量的設計方案和應用實例。
　　論文首先利用實驗室現(xiàn)有儀器——美國熱電公司的NO-NO2-NOx分析儀(Model42i TL)和NOy分析儀(Model42i NOy)對鉬轉化爐法進行了評估。第一階段采樣期間,在位于NOy分析儀氣體進樣端增加顆粒物過濾膜;第二階段采

2、樣期間,將上述過濾膜移除。第一階段兩臺儀器所測NOx與NOy結果基本一致([NOy]=0.99*[NOx],R2=1.00),而第二階段NOy濃度水平比NOx偏高10％以上([NOy]=1.13*[NOx],R2=0.96),初步分析后得出NOx分析儀所測NOx的濃度水平更接近氣態(tài)NOy的濃度水平的結論。將同期顆粒態(tài)硝酸鹽的測值與NOx、NOy的差值進行比較,得出兩者偏差部分由顆粒物引起的結論(約10%)。為估算NOx分析儀的NO2測值

3、被高估的程度(以2011年8月6日—15日觀測數(shù)據(jù)為例),實驗中利用同期所測得HONO、HNO3、PANs結果代表氣態(tài)NOz物種來修正NO2測量值,初步推論出在夏季NO2被高估約7%(R2=0.97)。
　　本論文的重點內(nèi)容是根據(jù)NO2光解原理自主設計、加工、測試的NOx光解轉化裝置。研究中進行了光源的選取、反應裝置的加工、電路的設計等,制作了包含光源系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和供電系統(tǒng)四個組成部分的光解轉化室。將其替換鉬轉化爐,與

4、化學發(fā)光檢測室聯(lián)用,并進行了條件試驗(流量、溫度、功率等)和采樣分析。第一版設計中,最佳轉化效率僅有20%;第二版光解轉化室,最佳轉化效率達80%;第三版設計進一步模塊化,轉化效率仍可達到較高水平(60%)。將第二、三版光解轉化室在較高轉化效率條件下分別與ECO PHYSICS公司的PLC860-CLD88p氮氧化物光解儀進行同步采樣分析。兩版光解室獲得的NO2測量結果均比ECO PHYSICS結果偏低,并初步驗證了光密度的限制和ECO

5、 PHYSICS測量的不確定性是造成NO2比對偏差的可能原因。
　　2012年12月1日至2013年1月6日期間,于四川省資陽市開展了外場觀實驗,期間將光解法(第二版)與鉬轉化爐法進行了30余天的比對實驗。測量NO、NO2及NOx的同期也對氣態(tài)HONO、HNO3、PAN、J(NO2)進行了監(jiān)測,以期對光解測量法在實際應用中的穩(wěn)定性和準確性進行評價。觀測期間光解室的轉化效率穩(wěn)定(80%),兩種方法所測NO的偏差在4%以內(nèi)(R2=0.