近期,安光所謝品華研究員課題組在大氣NO3和N2O5同步高靈敏探測研究方面取得新進展,相關研究工作發表在Optics Express(光學二區)上。
NO3自由基是夜間大氣最重要的氧化劑,可與揮發性有機化合物(VOC)反應生成有機硝酸脂;且N2O5與NO3自由基之間存在熱平衡關系,夜間N2O5的水解反應作為NO3的間接損耗途徑,可生成硝酸鹽和ClNO2。二次污染物有機硝酸脂和硝酸鹽都是大氣污染的重要組成部分。鑒于NO3自由基和N2O5在大氣反應過程中的關鍵作用,準確測量它的濃度水平及變化規律對研究夜間大氣化學具有重要意義。
胡仁志副研究員等在前期研究的腔衰蕩光譜技術(CRDS)基礎上,解決了激光多光路高效耦合、熱衰蕩腔穩定性控制等難題,研發了一套可同時測量NO3和N2O5的腔衰蕩探測系統,于2017年6月2日-6月22日在北京城市地區開展了外場實驗。這次外場實驗首次在國內城市地區同時獲得了夜間NO3自由基和N2O5的變化趨勢。同時該儀器也應用于北京冬季城市上空垂直廓線的測量,結果表明冬季城市上空的夜間化學過程依然比較活躍。
該儀器的研制能滿足對環境大氣NO3自由基和N2O5高靈敏、高時間分辨率多平臺實時在線探測的測量需求,可為研究大氣化學過程提供先進技術手段和設備,為進一步研究NO3自由基和N2O5大氣化學過程及二次污染規律等科學問題提供數據支持。
該研究工作得到了國家自然科學基金、中國院灰霾先導專項、科技部大氣專項等項目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1364/OE.26.00A433.
NO3 和N2O5腔衰蕩光譜同步探測原理圖與實物圖
同步測量的NO3和 N2O5 濃度序列。