大气中二氧化氮在线监测仪器的研制

杨闻达 程鹏 张曼曼 虞小芳 李慧蓉 田智林

引用本文: 杨闻达, 程鹏, 张曼曼, 虞小芳, 李慧蓉, 田智林. 大气中二氧化氮在线监测仪器的研制[J]. 分析化学, 2021, 49(3): 350-358. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201470 shu
Citation:  YANG Wen-Da,  CHENG Peng,  ZHANG Man-Man,  YU Xiao-Fang,  LI Hui-Rong,  TIAN Zhi-Lin. Development of An Instrument for On-line Monitoring NO2[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2021, 49(3): 350-358. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201470 shu

大气中二氧化氮在线监测仪器的研制

    通讯作者: 程鹏,E-mail:chengp@jnu.edu.cn
  • 基金项目:

    广州市科技计划项目(No.201804010115)和国家重点研发计划项目(No.2018YFC0213904)资助。

摘要: 基于湿化学采样和长光程吸光光度法,搭建了一套大气二氧化氮(NO2)在线监测仪器。本仪器包含3个单元:外置采样单元、泵送单元和检测单元。外置采样单元由3个串联的螺旋管组成,避光恒温且无采样管,NO2在其中被选择性吸收;泵送单元采用隔膜泵和蠕动泵,通过管路系统控制气体采样和溶液输送;检测单元包括LEDs光源,长光程流通池和光谱仪,对NO2生成的偶氮染料进行定量。通过优化测量波长,提高了仪器的准确性和稳定性,改善了吸收液配方,降低了药品的消耗量,也降低了维护需求。仪器的吸收效率高(>99.5%)、检出限低(40 ng/m3)、响应时间较短(4 min),测量不确定度为±10%,测量范围广(40 ng/m3~410 μg/m3),可用于背景环境大气和污染源的监测。干扰测试结果表明,大气中主要干扰物对仪器的影响可以忽略。与商业化的42i型氮氧化物分析仪(Thermo公司)的结果对比,线性拟合相关性系数R2=0.98,两者测量结果相差仅约3%,显示了较高的准确性和可靠性。

English


    1. [1]

      TANG Xiao-Yan, ZHANG Yuan-Hang, SHAO Min. Atmospheric Environmental Chemistry. Beijing:Higher Education Press, 2006:215-221. 唐孝炎, 张远航, 邵敏. 大气环境化学(第2版). 北京:高等教育出版社, 2006:215-221.

    2. [2]

      CRUTZEN P J. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 1979,1(7):443-472.

    3. [3]

      HJ 633-2012, Regulation on Ambient Air Quality Index(on trial). National Environmental Protection\\Standards of the People's Republic of China. 环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行). 中华人民共和国国家环境保护标准. HJ 633-2012.

    4. [4]

      SEINFELD J H, PANDIS S N. Atmospheric Chemistry and Physics:From Air Pollution to Climate Change, 1998.

    5. [5]

      ACKER K, MOLLER D, WIEPRECHT W, MEIXNER F X, BOHN B, GILGE S, PLASS-DULMER C, BERRESHEIM H. Geophys. Res. Lett., 2006, 33(2):L02809.

    6. [6]

      REN X, HARDER H, MARTINEZ M, LESHER R L, OLIGER A,SIMPAS J B, BRUNE W H, SCHWAB J J, DEMERJIAN K L, HE Y, ZHOU X, GAO H. Atmos. Environ., 2003, 37:3639-3651.

    7. [7]

      PERNER D, PLATT U. Geophys. Res. Lett., 1979, 6(12):917-920.

    8. [8]

      CAO Wei, ZENG Li-Min, WU Yu-Sheng, HU Min. Acta Sci. Circumst., 2013, 33(2):346-355. 曹玮, 曾立民, 吴宇声, 胡敏. 环境科学学报, 2013, 33(2):346-355.

    9. [9]

      MAZURENKA M I, FAWCETT B L, ELKS J, SHALLCROSS D E, ORR-EWING A J. Chem. Phys. Lett., 2003, 367:1-9.

    10. [10]

      HARGROVE J, WANG L, MUYSKENS K, MUYSKENS M, MEDINA D, ZAIDE S, ZHANG J S. Environ. Sci. Technol., 2006, 40(24):7868-7873.

    11. [11]

      FUCHS H, DUBE W P, LERNER B M, WAGNER N L, WILLIAMS W E, BROWN S S. Environ. Sci. Technol., 2009, 43(20):7831-7836.

    12. [12]

      XUE C Y, YE C, MA Z B, LIU P F, ZHANG Y Y, ZHANG C L, TANG K, ZHANG W Q, ZHAO X X, WANG Y Z, SONG M, LIU J F, DUAN J, QIN M, TONG S R, GE M F, MU Y J. Sci. Total Environ., 2019, 646:187-195.

    13. [13]

      GHERMAN T, VENABLES D S, VAUGHAN S. Environ. Sci. Technol., 2008, 42(3):890-895.

    14. [14]

      WU T, ZHAO W, CHEN W. Appl. Phys. B:-Lasers Opt., 2009, 94(1):85-94.

    15. [15]

      WU T, ZHA Q Z, CHEN W D, XU Z, WANG T, HE X D. Atmos. Environ., 2014, 95:544-551.

    16. [16]

      SALTZMAN B E. Anal. Chem., 1954, 26(12):1949-1955.

    17. [17]

      AL-JALAL A, AL-BASHEER W, GASMI K, ROMADHON M. Measurement, 2019, 146:613-617.

    18. [18]

      DUAN J, QIN M, OUYANG B, FANG W, LI X, LU K, TANG K, LIANG S, MENG F, HU Z, XIE P, LIU W, HÄSLER R. Atmos. Meas. Tech., 2018, 11:4531-454.

    19. [19]

      LI Z, HU R, XIE P, CHEN H, LIU X, LIANG S, WANG D, WANG F, WANG Y, LIN C, LIU J, LIU W. Atmos. Meas. Tech., 2019, 12, 3223-3236.

    20. [20]

      DUNLEA E J, HERNDON S C, NELSON D D, VOLKAMER R M, MARTINI F S, SHEEHY P M, ZAHNISER M S. Atmos. Chem. Phys., 2007, 7(10):2691-2704.

    21. [21]

      SU H, CHENG Y F, CHENG P, ZHANG Y H, DONG S F, ZENG L M, WANG X S, SLANINA J, SHAO M, WIEDENSOHLER A. Atmos. Environ., 2008, 42(25):6219-6232.

    22. [22]

      JORDAN N, GARNER N M, MATCHETT L C, TOKAREK T, OSTHOFF H, ODAME-ANKRAH C, GRIMM C, PICKRELL K, SWAINSON C, ROSENTRETER B. J. Air Waste Manage. Assoc., 2020, 70(8):753-764.

    23. [23]

      VERMEUEL M P, NOVAK G A, ALWE H D, HUGHES D D, KALEEL R, DICKENS A F, KENSKI D, CZARNETZKI A C, STONE E A, STANIER C O, PIERCE R B, MILLET D B, BERTRAM T H. J. Geophys. Res.:Atmos., 2019, 124(20):10989-11006.

    24. [24]

      HEAL M R, LAXEN D P H, MARNER B B. Atmosphere, 2019, 10:357.

    25. [25]

      JUNG J, LEE J, KIM B, OH S. Atmos. Environ., 2017, 165:290-300.

    26. [26]

      XU Z, WANG T, XUE L K, LOUIE P, LUK C, GAO J, WANG S L, CHAI F H, WANG W X. Atmos. Environ., 2013, 76:221-226.

    27. [27]

      VILLENA G, BEJAN I, KURTENBACH R, WIESEN P, KLEFFMANN J. Atmos. Meas. Tech., 2012, 5(1):149-159.

    28. [28]

      HJ479-2009. Ambient Air-Determination of Nitrogen Oxides-N-(1-Naphthyl) Ethylene Diamine Dihydrochloride Spectrophotometric Method. National Environmental Protection Standards of the People's Republic of China. 环境空气氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的测定盐酸萘乙二胺分光光度法. 中华人民共和国国家环境保护标准, HJ479-2009.

    29. [29]

      CHEN Le-Tian, TONG Yu-Qin. Environ. Chem., 1994, (5):460-465. 陈乐恬, 佟玉芹. 环境化学, 1994, (5):460-465.

    30. [30]

      HELAND J, KLEEFMANN J, KURTENBACH R, WIESEN P. Environ. Sci. Technol., 2001, 35(15):3207-3212.

    31. [31]

      VILLENA G, BEJAN I, KURTENBACH R, WIESEN P, KLEFFMANN J. Atmos. Meas. Tech., 2011, 4:1663-1676.

    32. [32]

      LIU Y, LU K, DONG H, LI X, CHENG P, ZOU Q, WU Y S, LIU X G, ZHANG Y H. J. Environ. Sci., 2016, 43:273-284.

    33. [33]

      CHENG P, CHENG Y F, LU K D, SU H, YANG Q, ZOU Y K, ZHAO Y R, DONG H B, ZENG L M, ZHANG Y H. J. Environ. Sci., 2013, 25(5):895-907.

    34. [34]

      CHEN Lin, HOU Si-Qi, WANG Wei-Gang, TONG Sheng-Rui, PEI Ke-Mei, GE Mao-Fa. Acta Phys. Chim. Sin., 2014, 30(8):1408-1415. 陈林, 侯思齐, 王炜罡, 佟胜睿, 裴克梅, 葛茂发. 物理化学学报, 2014, 30(8):1408-1415.

    35. [35]

      MILANI M R, DASGUPTA P K. Anal. Chim. Acta, 2001, 431(2):169-180.

    36. [36]

      YIN X, DE FOY B, WU K, FENG C, KANG S C, ZHANG Q G. Environ. Pollut., 2019, 253:68-77.

    37. [37]

      CHENG W, LI H, ZHANG X, SUN W, CHONG K C, LAU S Y F, YU Z, LIU S, LING F, PAN J, CHEN E. Chemosphere, 2020, 246:125826.

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  • 收稿日期:  2020-08-07
  • 修回日期:  2020-11-11
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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