LOPAP®-03（NO2）二氧化氮分析仪

NO₂是一种重要的大气痕量气体，它直接影响健康，且是臭氧（O₃）的主要先驱，并直接导致了城市环境中“热雾”的形成。此外，被氧化的NO₂形成硝酸(HNO₃)，直接导致环境酸化（酸雨）。城市NO₂浓度已经超过了2010年欧盟规定的20ppb的阈值，其原因仍在讨论中。

由于其研究的重要性，全国网络台站均对NO₂进行着常规监测。然而，目前主流的商业仪器均被一个重要的、大家所熟知的正干扰所影响（见图1）。鉴于这些干扰的存在，科研领域所用的仪器采用光解转换器（如“蓝光”二极管）取代钼转化器，消除了许多已知的干扰。但是，这些仪器在严重污染的大气条件下还可受到显著负干扰影响（见图2）。

大气中NO₂浓度在几个ppt(10^-12)和几百ppb (10^-9)之间变化，因此，NO₂分析仪除了具有高选择性，同时也需要具有大的动态量程。基于这些要求，一个新的超灵敏的NO₂-LOPAP仪器被研制出来。

测量原理

LOPAP(Long Path Absorption Photometer):长光路差分吸收光谱技术整合湿化学取样方法。

LOPAP分析仪(Long Path Absorption Photometer)是湿化学原位测定装置，通过化学方法将被测气态NO₂转化为叠氮化物，通过测量长路径下的光吸收确定NO₂浓度。特殊特氟隆管（Teflon AF2400）作为长径吸收池，其中光可被全反射被传递，所以灵敏度非常高（检测限低至2 ppt）。为了消除采样时可能出现的潜在影响（如取样管路内的反应），通过一个外部取样模块元直接收集大气中NO₂并进行测量。能够干扰测量结果的臭氧(O₃)和亚硝酸(HONO)可以被上游臭氧洗涤器中的水靛蓝溶液有效去除；作为仪器可选的扩展装置，此方法可以用于测量大气中O₃浓度(Peters et al.， 2012)。

技术参数

性能测试

图1：标准的NOx-化学发光仪与钼转换器和DOAS分析仪的内部比较(Villena at al.， 2012)。

图2：标准的NOx-化学发光仪与光解转换器和DOAS分析仪的内部比较。

图3:NO₂-LOPAP所显示的是线性响应，并且覆盖了所有大气情况下的宽动态测量范围2 pptv~300 ppbv；通过缩短光学测量室的长度，可以扩展其测量范围至ppmv级。高灵敏度可以测量极低水平的NO₂，如极地条件下。

图4:在中度大气污染的城市大气条件下，该仪器与化学发光仪和光解转换器进行了成功对比.

图5:在非常复杂光雾条件下，通过雾室，该分析仪的测量结果与FTIR等的测量结果做了对比，其它商业NO₂分析仪受到的干扰非常明显。

研究使用不同的商业NO ₂分析仪的干扰情况(Villena at al.，2012)。

参考文献

Villena， G.， I. Bejan， R. Kurtenbach， P. Wiesen and J. Kleffmann: Development of a new Long Path Absorption Photometer (LOPAP) Instrument for the Sensitive Detection of NO2 in the Atmosphere， Atmos. Meas. Tech.， 2011， 4， 1663-1676.?Villena， G.， I. Bejan， R. Kurtenbach， P. Wiesen and J. Kleffmann: Interferences of commercial NO2 instruments in the urban atmosphere and in a smog-chamber， Atmos. Meas. Tech.， 2012， 5， 149-159.

Peters， S.， I. Bejan， R. Kurtenbach， G. Villena， P. Wiesen， and J. Kleffmann: Development of a new LOPAP Instrument for the Detection of O3 in the Atmosphere， Atmos. Environ.， 2012， 67， 112-119.