满足大气甲醛外场观测的迫切需求,化学放大法是实现大气中RO2测量的重要方法之一

 联系我们     |      2020-02-01

近日,安光所张为俊课题组在大气甲醛探测方面取得新进展,相关成果以《基于新型球面镜光学多通池的pptv量级大气甲醛测量仪》为题发表于美国光学学会(OSA)学术期刊Applied Optics。  新型光学多通池模拟光斑与实验光斑  广州外场观测部分结果  甲醛(HCHO)是大气挥发性有机化合物(VOCs)氧化降解过程中重要的中间体,在臭氧(O3)生成以及HOx-NOx自由基链循环的大气污染化学过程中扮演重要角色。甲醛浓度的外场观测可作为区分人为源和生物源VOCs的重要指示,并可进行模型准确性验证等,其直接准确测量对大气化学研究及污染控制有着重要意义。  课题组赵卫雄研究员和方波博士等人设计新型球面镜光学多通池,在36厘米基长下获得了96米的有效吸收光程,结合使用3.5μm带间级联激光器(ICL),自主研发了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的大气甲醛测量仪,实现51pptv (10s, 1σ)的探测极限,满足大气甲醛外场观测的迫切需求。  该仪器在广州参加了粤港澳大湾区2018秋季大型外场综合观测实验(PRIDE-GBA),性能稳定,为本次观测提供高质量数据支持。  本研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

新探测仪实现大气甲醛外场观测

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中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所张为俊课题组在大气甲醛探测方面取得新进展,相关成果近日发表于《应用光学》期刊。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所研究员张为俊课题组,在化学放大法用于大气过氧自由基测量方面取得新突破,相关研究成果以Removing water vapor interference in peroxy radical chemical amplification with a large diameter Nafion dryer为题,发表在Analytical Chemistry上。

甲醛是大气挥发性有机化合物氧化降解过程中重要的中间体,在臭氧生成以及HOx-NOx自由基链循环的大气污染化学过程中扮演重要角色。甲醛浓度的外场观测可作为区分人为源和生物源VOCs的重要指示,并可进行模型准确性验证等,其直接准确测量对大气化学研究及污染控制有着重要意义。

过氧自由基(RO2)在大气挥发性有机化合物(VOCs)的降解以及臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的形成过程等方面扮演着重要角色,其大气浓度低、活性强,测量难度大。化学放大法是实现大气中RO2测量的重要方法之一,其通过链式循环反应将低浓度的RO2转化为高浓度的NO2实现对RO2的放大测量,但实际大气环境中背景(如O3、NO2和水汽等)的影响限制了RO2测量的灵敏度和准确性。课题组通过前期发展的双通道宽带腔增强吸收光谱技术有效消除了O3、NO2等对测量的影响,实现在60s采样时间下过氧自由基0.9pptv的探测极限。而水汽对反应链长的影响(水效应)一直是化学放大法中难以克服的问题,限制了化学放大法在实际大气环境中的应用。