大氣氮氧化物(NOx)光解測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用開發(fā).pdf

1、目前國內(nèi)外監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用的氮氧化物(NOx)測(cè)量方法是鉬轉(zhuǎn)化爐-化學(xué)發(fā)光法(MoCL)。本研究中利用實(shí)驗(yàn)證實(shí)鉬轉(zhuǎn)化爐法所測(cè)NOx/NO2結(jié)果較真實(shí)值偏高,并提供了光解測(cè)量的設(shè)計(jì)方案和應(yīng)用實(shí)例。
　　論文首先利用實(shí)驗(yàn)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(duì)鉬轉(zhuǎn)化爐法進(jìn)行了評(píng)估。第一階段采樣期間,在位于NOy分析儀氣體進(jìn)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(tái)儀器所測(cè)NOx與NOy結(jié)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(cè)NOx的濃度水平更接近氣態(tài)NOy的濃度水平的結(jié)論。將同期顆粒態(tài)硝酸鹽的測(cè)值與NOx、NOy的差值進(jìn)行比較,得出兩者偏差部分由顆粒物引起的結(jié)論(約10%)。為估算NOx分析儀的NO2測(cè)值

3、被高估的程度(以2011年8月6日—15日觀測(cè)數(shù)據(jù)為例),實(shí)驗(yàn)中利用同期所測(cè)得HONO、HNO3、PANs結(jié)果代表氣態(tài)NOz物種來修正NO2測(cè)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(diǎn)內(nèi)容是根據(jù)NO2光解原理自主設(shè)計(jì)、加工、測(cè)試的NOx光解轉(zhuǎn)化裝置。研究中進(jìn)行了光源的選取、反應(yīng)裝置的加工、電路的設(shè)計(jì)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(gè)組成部分的光解轉(zhuǎn)化室。將其替換鉬轉(zhuǎn)化爐,與

4、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)室聯(lián)用,并進(jìn)行了條件試驗(yàn)(流量、溫度、功率等)和采樣分析。第一版設(shè)計(jì)中,最佳轉(zhuǎn)化效率僅有20%;第二版光解轉(zhuǎn)化室,最佳轉(zhuǎn)化效率達(dá)80%;第三版設(shè)計(jì)進(jìn)一步模塊化,轉(zhuǎn)化效率仍可達(dá)到較高水平(60%)。將第二、三版光解轉(zhuǎn)化室在較高轉(zhuǎn)化效率條件下分別與ECO PHYSICS公司的PLC860-CLD88p氮氧化物光解儀進(jìn)行同步采樣分析。兩版光解室獲得的NO2測(cè)量結(jié)果均比ECO PHYSICS結(jié)果偏低,并初步驗(yàn)證了光密度的限制和ECO

5、 PHYSICS測(cè)量的不確定性是造成NO2比對(duì)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(chǎng)觀實(shí)驗(yàn),期間將光解法(第二版)與鉬轉(zhuǎn)化爐法進(jìn)行了30余天的比對(duì)實(shí)驗(yàn)。測(cè)量NO、NO2及NOx的同期也對(duì)氣態(tài)HONO、HNO3、PAN、J(NO2)進(jìn)行了監(jiān)測(cè),以期對(duì)光解測(cè)量法在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀測(cè)期間光解室的轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定(80%),兩種方法所測(cè)NO的偏差在4%以內(nèi)(R2=0.