近期,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所謝品華研究員課題組在氣相和顆粒相有機(jī)硝酸酯同步準(zhǔn)確探測系統(tǒng)研制方面取得新進(jìn)展,相關(guān)研究工作以《氣相和顆粒相下實(shí)時(shí)精確定量測量有機(jī)硝酸酯(PNs、ANs)的高靈敏度多通道熱解離腔衰蕩光譜儀》為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Sensors and Actuators B: Chemical《傳感器和執(zhí)行器B:化學(xué)》上。
氣相有機(jī)硝酸酯(PNs、ANs)是二次有機(jī)氣溶膠的重要組成部分,它通過氣體-顆粒分配或進(jìn)一步氧化容易轉(zhuǎn)化為顆粒相有機(jī)硝酸酯。對氣相和顆粒相有機(jī)硝酸酯濃度的同步準(zhǔn)確探測對于理解大氣氧化能力、O3和NOx生成去除、二次有機(jī)氣溶膠生成、有機(jī)硝酸酯氣粒分配等對流層大氣化學(xué)研究的關(guān)鍵問題具有非常重要的意義,有助于深入理解二次污染化學(xué)機(jī)制和成因。目前大多數(shù)研究集中于對單一氣相或顆粒相有機(jī)硝酸酯的探測,然而,氣相和顆粒相有機(jī)硝酸酯的同步探測和準(zhǔn)確測量的研究較少。
課題組胡仁志研究員和林川等人結(jié)合高靈敏腔衰蕩光譜探測單元,PNs/ANs高效熱解模塊、以及氣粒兩相自動(dòng)閥門控制系統(tǒng),自主研制了一套高靈敏多通道熱解腔衰蕩光譜探測系統(tǒng)(PNs/ANs-TDCRDS),重點(diǎn)解決了顆粒相吸附干擾、檢測單元高靈敏測量以及切換測量準(zhǔn)確性的難題,實(shí)現(xiàn)了大氣顆粒相及氣相PNs和ANs的同步準(zhǔn)確探測,為解析氣粒分配建立技術(shù)支撐。氣粒切換時(shí),保證NO2的持續(xù)測量以全面追蹤其快速變化,有效消除NO2的微小變化對低濃度PNs和ANs準(zhǔn)確測量的影響。探究了切換測量模式下的準(zhǔn)確性,驗(yàn)證了氣相模式和顆粒相模式下NO2測量的一致性,并基于分段測量模式進(jìn)一步驗(yàn)證了系統(tǒng)切換測量的準(zhǔn)確性。開展技術(shù)對比測量實(shí)驗(yàn)以及外場綜合觀測應(yīng)用,獲取安徽合肥科學(xué)島大氣下顆粒相和氣相PNs/ANs的時(shí)間序列和變化特征,并基于實(shí)測數(shù)據(jù)探究PNs/ANs氣粒分配比,觀測結(jié)果表明顆粒相PNs和ANs在夜間占有較高比例,分別達(dá)到 41%和54%。
該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金(42030609)等項(xiàng)目的資助。
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