改装 model 42s 化学发光氮氧化物仪测定大气中no-nox-noy
Vol。19,May,1998改装化学发光氮氧化物仪测定大气中NO-NOx-NOy北京大学环境科学中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室改装 model 42s 化学发光氮氧化物仪测定大气中no-nox-noy,北京100871)摘要将美国化学发光NO-NOx测定仪改装为NO-NOx-NOy同机测量。使用NH4NO3标定了不锈钢NOy转化器。在66010,不锈钢转化器对HNO3和NH3的转化效率分别为100%和80%—90%。在该温度下,没有发现N2O被不锈钢转化器转化为NO。改装后仪器的分辨率、检测限、响应速率和线性度均未改变。根据对HNO3的研究结果,该仪器的NOy转化器带来的测量误差不大于5%。使用改装后的仪器连续测定了大气中的NO-NOx-NOy,得到可靠、合理的数据。关键词NOy,化学发光法,转化器,大气监测,仪器改装,仪器标定。博士,副教授收稿日期:1997-09-27NO-NOx--。
Environ。。Sci。。)-neously。%_90%gpower,-。%。ambi-。,,中把所有含有活性氮的化合物统称为NOy,其中包括:NO、NO2、NO3、N2O5、PAN、HNO3、HONO、HO2NO2和其它含有—NO2基团的有机化合物。
借助于测定大气中含活性氮的化合物总量NOy来研究这一类化合物的反应,就是一种分析和解决问题的方法。如在对流层区域性的酸类输送和沉降问题上,考虑NOy的作用就比仅仅考虑NOx更为全面、合理。另外,平流层中O3被CFCs催化耗损的过程中起关键作用的也是NOy而不能只考虑NOx当CFCs的含量超过NOy的含量时,O3的耗损速率加快。国外都是采用在比较清洁的地区,通常大气中[NOy由于仪器本身的系统误差、标定误差以及进样管的位置等原因,在比较分别由NO-NOx仪器测出的NOx和NO-NOy仪器测得的NOy数据时,发现[NOy差值的误差偏大,偶尔甚至有[NOy的错误。因此,使用同一台仪器测量NO-NOxNOy可以使测得的[NOz更为准确。1NOy转化器目前测量NOy的唯一方法是转化器+学发光。转化NOy的转化器是测量的关键部件。常见的NOy转化器有钼、Au+CO、不锈钢。钼转化器用于NOy转化时,工作温度400。在该温度下被高效率转化的物质NO2、NO3、HNO3、N2O5、PAN、CH3ONO2、、n-、n-、,以及其它结构相近的有机氮化HO2NO2、HONO、、HCN、被转化为度更高时,NH3的转化效率剧增。
Au+CO化器的工作温度为300。反应腔内表面是Au或Au镀层,CO作为还原剂加入样品气,浓度此类转化器对NO2、HNO3、N2O5PAN的转化效率接近100%,对NOy12]过O3、NH3、HCN、N2O、CH4、H2O合物对此类转化器测量结果的影响。在干燥空NH3和HCN的转化率稍高,在通常的相对湿度下,二者的影响也可以忽略不计。在使用类转化器的效率下降,在污染严重的地点要经常更换转换器。文献[13]中曾研究过不锈钢转化器对NO2HNO3的转化效率与温度和浓度的关系化学发光法测定空气氮氧化物浓度的仪器,结果表明:660时,整个浓度范围,转化效率都接近于100%。从后来的研得知:在660时,不锈钢转化器除了高效率地将NOy转化为NO之外,还转化了HCN、RCNNH3。因此,测定结果中应该考虑有机氰化物、HCN和NH3的影响。不锈钢转化器的工作温度高、副反应多,由于造价低、效率稳定,在没有更理想的转化器前仍然不失为一种有效的方法。可见,现行的转化器方法测得的NOy数据或多或少都包含了副反应的影响114信息网sitemaps,只是在通常的空气中化学发光法测定空气氮氧化物浓度的仪器,或者干扰物质的浓度极低,产生的影响与仪器本身的不确定度相比,可以忽略不计,或者用相应的检测手段校正干扰物质。
本文使用的不锈钢转化器采用材料加工而成,容积约120ml工作温度为66010。2仪器改装使用特殊的转化器把NOy转化为NO,上作必要的修改,可以实现NOx-NOy同机测量。作为USEPA认可的商品仪器,具有完备的数据加工和修正算法,能最大限度地减少切换误差。在不改变仪器的软件前提下增加NOy测量功能,不仅避免了复杂的编程过程,而且维持了测量结果的权是NO-NOx-NOy联合测量装置的有关部分气路示意图。图中虚线框内是测量NOy的新增部分,点划线表示仪器原来的气路。阀门处于常开状态时,样品气不经过NOxNOy转化器,测得结果为NO浓度(视阀门5状态,或为动态零点)处于常开状态,样品气经过NOx转化器,不经过NOy转化器,测得结果为NOx浓度;阀门1、2、3都处于常闭状态,样品气经过NOx和NOy转化器(测得结果为NOy浓度。预先设置数据的平均时间为10s,仪器达到完全响应的时间为60s。改装后,仪器的数字显示和背面NOx 模拟输出端口也以60s 为周期轮换显示和输出NOx 和NOy 的测量结 的电路可以实现NOx NOy切换功能, 并且将交替出现的NOx NOy信号分为2 是仪器中控制电磁阀的信号 转换器对控制 采样,用软件实现NOx NOy的转换测 并且从同一输出端口NOx 分开 NOx 图1NO-NOx-NOy联合测量仪样品气气路 图2NOx/ NOy 切换控制电路 3仪器标定及讨论 固体NH4NO3 、气相HNO3 和NH3 存在下 列化学平衡: NH4NO3 据文献[16] 10—40区间,可用固体 NH4NO3 华的方法提供 HNO3 浓度为 78—33。
110 600g分析纯 NH4NO3 在玛瑙研钵中磨至 40 再与100g40—80 目的聚四氟乙烯( 混合均匀,装入二个串联的玻璃干燥 置于水浴恒温槽内,温度变化 在预定温度下恒温2h以上。 NH4NO3塔接入配气装 零空气发生器为Model 111( Thermo Envi- ronment al Instr ument 口从恒温槽出来之后,以最短的管路进入仪器, 避免气相HNO3 和NH3 过饱和, 出现NH4NO3 晶体。 用NO2 渗透管标定 17]Model 42S 的NO2 部分。 图3以固体NH4NO3 标定NOy 转化器的配气装置 以零空气通入仪器经过几个 仪器的输出达到稳定( 新转化器需要更长的稳定时间) 在298K测得零空气的本底值[ 10 0490。05, 又以高纯N2 气通入仪器,稳定后仪器显 049零空气的本底中NOy 和NOx 浓度都高于 高纯N2 首先研究NH4NO3升华气中 NH3 气体在 NOx 和NOy 测量中的行为。 NH4NO3恒温 槽温度调节到指定温度免费b2b网站, 恒温2h 以后, 电磁阀置于NC位置, 以零空气+ NH4 NO3 华气通入仪器。经过2—4h, 仪器读数稳定。
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