基于车载被动差分光学吸收光谱技术的甲醛排放通量遥测研究
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要 关 注 近 地 面或 整 层 的 ＨＣ ） 度 分 布 ，计算 。对于排放通量 的获得 主要依赖 于污染源 排 放清单调 及 模 型计算 ｌ ” ，但 它们 不能 提供 实 时 监测 】 ｌ 数据 。荚 加州大学洛杉 矶分 校 Ｊｃ ｅ ｔｔ 等使 用 两台地 ｏｈ ｎＳｕｚ 麟 ＭＡＸ Ｉ ） ＡＳ装置测量 业源的 甲醛 排放 ，但其 缺乏灵 活 Ｘ
，
化学法有 ＤＮ Ｈ（ ，－ 硝苯 苯肼 ） ， 法 ，光谱 法有 长程差 Ｐ ２ ４二 Ｅ３ ｅ］ 分光学吸收光谱法 （ ＰＩ ＡＳ Ｉ ， 基多轴差 分光学 吸收 Ｌ— Ｘ） ） “ 地 光谱法 （ ＭＡＸ Ｉ ） ）６。， 星观测【 等 。以 ｊ － ＡＳ ｌ Ｉ 卫 Ｘ 。 ： 这些 方法 主
第 ３ 卷 ， ｌ 期 １ 第 １ ２０１１ ｌ１ 年 门
光
谱
学
光
谱
分
析
Ｖ １ １Ｎ ．１ｐ３０—０９ ｏ ３ ， ｏ １，ｐ０６３０ ．
Ｎｏ ｅ ｂ ｒ ０１ ｖ ｍ ｅ ，２ １
Ｓ ｅ ｔ ｏ ｃ ｐ ｎ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓｐ ｃ ｒ ｌ Ａｎ ｌ ｓｓ
ＨＣ ） Ｈ（ 的排 放通量 。 系统 以天顶方 向的太 阳散射光 为光 源 ，围绕 区域 一周连 续采样 测量 ，获得 采样点 Ｉ 该
的 ＨＣＨ（ 的垂 直柱密度 ，并结 合测量时间 内的车速和风场 （ ） 风速 、风向） 信息 ，计算得 出工业 区域 的 ＨＣＨＯ
排放通量 。 利用此技术对北 京某 化工厂进行观测实验 ，结果表明在测量时 间 内该 区域的 ＨＣ ＨＯ排 放通量 的
甲醛 （ ＨＯ） 大 气 中 含 量 最 为 丰 富 的 羰 基 化 合 物 ，广 泛 参 与 大 气 中 的 光 化 学 反 应 ，足 一 种 重 要 ＨＣ 是
的大气反应活性的指示剂 以及城 市大气气溶胶 的前 体物 ， 大气化 学 中扮 演着 重要 的角色 。本文 初步探 索 在
Ｊ利 用 车 载 被 动 差 分 光 学 吸 收 光 谱 技 术 （ ｉｅｅ ｔ ｌ ｐｉ ｌ ｂｏ ｐｉｎ ｓｅｔ ｓｏ ｙ ） ＡＳ 遥 测 化 ： ， ｄ ｆｒｎｉ ｔ ａ ａ ｓｒｔ ｐ ｃｒ ｃｐ ，Ｉ ） ） ｆ ａｏ ｃ ｏ ｏ （ Ｉ
Ｘ ＡＳ技术 由于其具有简单有 效 、快速 灵活 的特点 ，近 年来 Ｉ）
已成 功 应 用 于 ＨＣＨ（， （ ，ＮＯ 等 污 染 气 体 排 放 通 的 临 ） ｓ） ２ ｚ 甲 醛 足 一 种 兀 色 、有 强 烈 刺 激 性 气 味 的 气 体 ，在 常 温 下
测 Ｉ 。 ３ ｌ
通 常以水溶液形式 出现 ，但其极易挥 发 ，且随着 温度 的上升 挥发速度 会加快 。 在我 国有 毒化学品优先控 制名单上 甲醛 高 腊第二 化 。甲醛 经被 世界 生组织确定为 致癌和致 畸形物 质， 是公认 的变 态反应源 ，也是 潜在 的强致 突变 物之一 。甲 醛主要 来源于人类 的直接排放 （ 一次来源 ） 及大气 中烷烃和 非
平均 值 为 ６ ５ｋ ｈ 。 ０ ｇ・
关键 词 车载 Ｄ ＯＡＳ ＨＣ ； ＨＯ； 排放通 量 ； 污染源
中 国 分 类 号 ： ３ ． 十１ ０４ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｉ １ ． ９ ４ｊｉ ｎ １ ０ —５ ３ ２ １ ） １３０ ４ Ｏ ： ０ ３６ ／． ｓ． ０ ００ ９ （０ １ １—０ ６０ ｓ 性 Ｅ需 根 据 风 向 的 变 化 调 整 ， 易 于 实 际 监 测 。牟 载 被 动 Ｌ 不
种 有 效 、 速 的监 测 手段 。 快
ｌ 原 理 与 系 统
１１ Ｄ Ａ ． Ｏ Ｓ方 法 及 通 量 测 量 原 理
气反应活性 的指示剂 以及城市 大气气溶胶 的前体物［】 。
日 前测 量 大 气 巾 甲 醛 的方 法 一 般 分 为 化 学 法 和 光 谱 法 ，
车载 Ｉ ＡＳ技术 以太 阳天顶散射 光作 为光源 ， Ｘ） 利用气体 分子对光辐射的“ 指纹 ” 吸收特性对气体 进行定 性 、 董测基 定
收 稿 日期 ： ０ ｏ １－８ 修 订 日期 ：２ １ 一３１ ２ １一 １０ 。 ０ ｌ０ ～５
Ｓ Ｄ— Ｉ（）ｌ ＊ ２ １ｄ 为斜柱浓度 （ｌ ｔ ｏｕ ｅ ｓ ｙ Ｓ Ｉ） ｃ ｓ ｎ ｌｍｎｄｎ ｉ ，Ｘ ） 。 ａ ｃ ｔ Ｚ
基 于 车载 被 动 差 分 光学 吸收 光谱 技 术 的 甲醛 排 放 通量 遥 测 研 究
吴 丰成 ， 品华 ， 谢 李 昂，司福 祺 ， 科 ， 宇， 窦 刘 徐 晋，王 界
中国科学 院安徽光学精密机械研究所环境光学 与技术重点实验室 ，安徽 合肥 ２ ０ ３ ３０１
摘
要
本 文 利 用 车 载 Ｄ ＡＳ技 术 开 展 了对 ｌＩ Ｏ ＿ 、
叶醛 排 放 通 Ｉ
量 的遥 测 研 究 ， 对 北 京 某 化 ¨厂 的 ＨＣ 并 ｒ ＨＯ 排 放 进 行 观 测
实验 ， 获得 了该 区域测量 时间 内甲醛 的排放 通量信 息 。实验 结 果表明车载 Ｄ ＯＡＳ技 术为 甲醛 的排放 通 量测 量提 供 ＇ 一 ｒ
的 一 种 光 谱 探 测 技 术 ，其 基 于 Ｌ ｍｂ ｒ Ｂ ｅ 定 律 ａ ｅｔ ｅｒ （）一 ｊ（ ）ｘ ［ （）・ ｃ ］ ０Ａ ｅｐ－ ｓ Ｄ － （） １ Ｉ 和 分 别 为入 射 和 透 射 光 强 ， 为 气 体 分 子 的 吸 收截 （） （ ）
烷 烃 的 光 化 学 反 臆 （２ 来 源 ） 其 能 通 过 光 解 反 应 ｌ ２次 ， 牛成 ＨＯ２ 以 及 能 ｊＯＨ 自 由基 的氧 化 反 应 去 除 ，凶 此 ＨＣ ＨＯ 的 含 量 卣接 影 响 到 大 气 巾 ＯＨ 的 含 量 ，ＨＣ ＨＯ 成 为 一 种 重 要 的 大
，
化学法有 ＤＮ Ｈ（ ，－ 硝苯 苯肼 ） ， 法 ，光谱 法有 长程差 Ｐ ２ ４二 Ｅ３ ｅ］ 分光学吸收光谱法 （ ＰＩ ＡＳ Ｉ ， 基多轴差 分光学 吸收 Ｌ— Ｘ） ） “ 地 光谱法 （ ＭＡＸ Ｉ ） ）６。， 星观测【 等 。以 ｊ － ＡＳ ｌ Ｉ 卫 Ｘ 。 ： 这些 方法 主
第 ３ 卷 ， ｌ 期 １ 第 １ ２０１１ ｌ１ 年 门
光
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分
析
Ｖ １ １Ｎ ．１ｐ３０—０９ ｏ ３ ， ｏ １，ｐ０６３０ ．
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甲醛 （ ＨＯ） 大 气 中 含 量 最 为 丰 富 的 羰 基 化 合 物 ，广 泛 参 与 大 气 中 的 光 化 学 反 应 ，足 一 种 重 要 ＨＣ 是
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Ｊ利 用 车 载 被 动 差 分 光 学 吸 收 光 谱 技 术 （ ｉｅｅ ｔ ｌ ｐｉ ｌ ｂｏ ｐｉｎ ｓｅｔ ｓｏ ｙ ） ＡＳ 遥 测 化 ： ， ｄ ｆｒｎｉ ｔ ａ ａ ｓｒｔ ｐ ｃｒ ｃｐ ，Ｉ ） ） ｆ ａｏ ｃ ｏ ｏ （ Ｉ
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通 常以水溶液形式 出现 ，但其极易挥 发 ，且随着 温度 的上升 挥发速度 会加快 。 在我 国有 毒化学品优先控 制名单上 甲醛 高 腊第二 化 。甲醛 经被 世界 生组织确定为 致癌和致 畸形物 质， 是公认 的变 态反应源 ，也是 潜在 的强致 突变 物之一 。甲 醛主要 来源于人类 的直接排放 （ 一次来源 ） 及大气 中烷烃和 非
平均 值 为 ６ ５ｋ ｈ 。 ０ ｇ・
关键 词 车载 Ｄ ＯＡＳ ＨＣ ； ＨＯ； 排放通 量 ； 污染源
中 国 分 类 号 ： ３ ． 十１ ０４ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｉ １ ． ９ ４ｊｉ ｎ １ ０ —５ ３ ２ １ ） １３０ ４ Ｏ ： ０ ３６ ／． ｓ． ０ ００ ９ （０ １ １—０ ６０ ｓ 性 Ｅ需 根 据 风 向 的 变 化 调 整 ， 易 于 实 际 监 测 。牟 载 被 动 Ｌ 不
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１１ Ｄ Ａ ． Ｏ Ｓ方 法 及 通 量 测 量 原 理
气反应活性 的指示剂 以及城市 大气气溶胶 的前体物［】 。
日 前测 量 大 气 巾 甲 醛 的方 法 一 般 分 为 化 学 法 和 光 谱 法 ，
车载 Ｉ ＡＳ技术 以太 阳天顶散射 光作 为光源 ， Ｘ） 利用气体 分子对光辐射的“ 指纹 ” 吸收特性对气体 进行定 性 、 董测基 定
收 稿 日期 ： ０ ｏ １－８ 修 订 日期 ：２ １ 一３１ ２ １一 １０ 。 ０ ｌ０ ～５
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基 于 车载 被 动 差 分 光学 吸收 光谱 技 术 的 甲醛 排 放 通量 遥 测 研 究
吴 丰成 ， 品华 ， 谢 李 昂，司福 祺 ， 科 ， 宇， 窦 刘 徐 晋，王 界
中国科学 院安徽光学精密机械研究所环境光学 与技术重点实验室 ，安徽 合肥 ２ ０ ３ ３０１
摘
要
本 文 利 用 车 载 Ｄ ＡＳ技 术 开 展 了对 ｌＩ Ｏ ＿ 、
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量 的遥 测 研 究 ， 对 北 京 某 化 ¨厂 的 ＨＣ 并 ｒ ＨＯ 排 放 进 行 观 测
实验 ， 获得 了该 区域测量 时间 内甲醛 的排放 通量信 息 。实验 结 果表明车载 Ｄ ＯＡＳ技 术为 甲醛 的排放 通 量测 量提 供 ＇ 一 ｒ
的 一 种 光 谱 探 测 技 术 ，其 基 于 Ｌ ｍｂ ｒ Ｂ ｅ 定 律 ａ ｅｔ ｅｒ （）一 ｊ（ ）ｘ ［ （）・ ｃ ］ ０Ａ ｅｐ－ ｓ Ｄ － （） １ Ｉ 和 分 别 为入 射 和 透 射 光 强 ， 为 气 体 分 子 的 吸 收截 （） （ ）
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