zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-886Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESИзмерения атмосферного диоксида азота компактным широкополосным спектрометром усиленного поглощенияCar-borne measurements of atmospheric no2 by a compact broadband cavity enhanced absorption spectrometerLingL.LingL.

Хуайнань 232001

Хэфэй 230031

Huainan 232001

Hefei 230031

lyling@aust.edu.cnHuangY.HuangY.

Хуайнань 232001

Фэньян 233100

Huainan 232001

Fengyang 233100

hry628@163.comLiA.LiA.

Хэфэй 230031

Hefei 230031

HuR.HuR.

Хэфэй 230031

Hefei 230031

XieP.XieP.

Хэфэй 230031

Hefei 230031

Школа электрических и информационных технологий Аньхойского университета науки и техники; Аньхойский институт оптики и точной механики Китайской академии наукSchool of Electrical and Information Technology at Anhui University of Science and Technology; Key Laboratory of Environmental Optical and Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of SciencesШкола электрических и информационных технологий Аньхойского университета науки и техники; Аньхойский научно-технический университетSchool of Electrical and Information Technology at Anhui University of Science and Technology; Anhui Science and Technology UniversityАньхойский институт оптики и точной механики Китайской академии наукKey Laboratory of Environmental Optical and Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences202126072021884670679Copyright © Ling L., Huang Y., Li A., Hu R., Xie P., 20212021Ling L., Huang Y., Li A., Hu R., Xie P.Ling L., Huang Y., Li A., Hu R., Xie P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/886

Проведены измерения атмосферного диоксида азота NO2 вблизи земли с помощью некогерентной широкополосной спектроскопии усиленного поглощения (IBBCEA). Для мобильных измерений разработан компактный спектрометр IBBCEAS с синим светодиодом (LED) с длиной волны 458 нм, полушириной 25 нм и полостью длиной 50 см. Предел обнаружения NO2 рассчитан как 1.9 части на миллиард по объему (ppbv) в течение 30 с сбора данных путем стабилизации спектра излучения светодиода, оптимизации эталонных сечений NO2 и калибровки отражательной способности зеркал резонатора. Точность спектрометра проверена путем измерения образцов NO2 с различными коэффициентами смешивания в диапазоне 1–200 ppbv, полученных с помощью системы разбавления газа в лаборатории. Наблюдения проведены во время трех отдельных маршрутов в Нанкин и прилегающие районы. Атмосферный NO2 вблизи земли измерен спектрометром с 4 по 7 августа 2013 г. Соотношение NO2 в смеси варьировалось от 3 до 144 ppbv. Результаты сопоставлены с плотностью NO2, измеренной прибором пассивной дифференциальной спектроскопии оптического поглощения (DOAS) на том же автомобиле. Продемонстрирована целесообразность использования спектрометра для автомобильных измерений атмосферного NO2. 

We report car-borne measurements of atmospheric NO2 close to the ground by incoherent broadband cavity enhanced absorption spectroscopy (IBBCEAS). A compact IBBCEAS spectrometer with a blue light emitting diode (LED) having a central wavelength of 458 nm, a full width at half maximum of 25 nm, and a 50-cm-long cavity was developed for mobile measurements. The NO2 detection limit of the spectrometer was calculated as 1.9 parts per billion by volume (ppbv) for a 30 s acquisition time by stabilizing the LED emitting spectrum, optimizing the NO2 reference cross-sections, and by calibrating the reflectivity of the cavity mirrors. The accuracy of the spectrometer was verified by measuring NO2 samples with various mixing ratios between 1–200 ppbv, which were produced by a gas dilution system in the laboratory. Three distinct journeys in Nanjing and the surrounding areas were selected as observation routes. The atmospheric NO2 close to the ground was measured by the spectrometer from August 4 to 7, 2013. The mixing ratios of NO2 ranged from 3 to 144 ppbv. These results were compared with the column density of NO2 measured by a passive differential optical absorption spectroscopy (DOAS) instrument on the same car. Hence, we demonstrate the feasibility of using the spectrometer for car-borne measurements of atmospheric NO2. 

некогерентная широкополосная спектроскопия усиленного поглощениямобильные измеренияатмосферный NO2incoherent broadband cavity enhanced absorption spectroscopycar-borne measurementsatmospheric NO2This work was supported in part by Anhui Province Key R&D Program of China under Grant 202004i07020011, and in part by the National Natural Science Foundation of China under Grant 41305139, 41530644, 41775029, and 91644107. We thank Andrew Jackson, PhD, from Liwen Bianji, Edanz Group China (www.liwenbianji.cn/ac), for editing the English text of a draft of this manuscript.ReferencesZ. Y. W. Davis, S. Baray, C. A. McLinden, A. Khanbabakhani, W. Fujs, C. Csukat, J. Debosz, R. McLaren, Atm. Chem. Phys., 19, 13871–13889 (2019).Z. Y. W. Davis, S. Baray, C. A. McLinden, A. Khanbabakhani, W. Fujs, C. Csukat, J. Debosz, R. McLaren, Atm. Chem. Phys., 19, 13871–13889 (2019).F. C. Wu, P. H. Xie, A. Li, F. S. Mou, H. Chen, Y. Zhu, T. Zhu, J. G. Liu, W. Q. Liu, Atm. Chem. Phys., 18, 1535–1554 (2018).F. C. Wu, P. H. Xie, A. Li, F. S. Mou, H. Chen, Y. Zhu, T. Zhu, J. G. Liu, W. Q. Liu, Atm. Chem. Phys., 18, 1535–1554 (2018).A. C. Meier, A. Schonhardt, T. Bosch, A. Richter, A. Seyler, T. Ruhtz, D. E. Constantin, R. Shaiganfar, T. Wagner, A. Merlaud, M. Van Roozendael, L. Belegante, D. Nicolae, L. Georgescu, J. P. Burrows, Atm. Meas. Tech., 10, 1831–1857 (2017).A. C. Meier, A. Schonhardt, T. Bosch, A. Richter, A. Seyler, T. Ruhtz, D. E. Constantin, R. Shaiganfar, T. Wagner, A. Merlaud, M. Van Roozendael, L. Belegante, D. Nicolae, L. Georgescu, J. P. Burrows, Atm. Meas. Tech., 10, 1831–1857 (2017).S. E. Fiedler, A. Hese, A. A. Ruth, Chem. Phys. Lett., 371, 284–294 (2003).S. E. Fiedler, A. Hese, A. A. Ruth, Chem. Phys. Lett., 371, 284–294 (2003).S. X. Liang, M. Qin, P. H. Xie, J. Duan, W. Fang, Y. B. He, J. Xu, J. W. Liu, X. Li, K. Tang, F. H. Meng, K. D. Ye, J. G. Liu, W. Q. Liu, Atm. Meas. Tech., 12, 2499–2512 (2019).S. X. Liang, M. Qin, P. H. Xie, J. Duan, W. Fang, Y. B. He, J. Xu, J. W. Liu, X. Li, K. Tang, F. H. Meng, K. D. Ye, J. G. Liu, W. Q. Liu, Atm. Meas. Tech., 12, 2499–2512 (2019).N. Jordan, C. Z. Ye, S. Ghosh, R. A. Washenfelder, S. S. Brown, H. D. Osthoff, Atm. Meas. Tech., 12, 1277–1293 (2019).N. Jordan, C. Z. Ye, S. Ghosh, R. A. Washenfelder, S. S. Brown, H. D. Osthoff, Atm. Meas. Tech., 12, 1277–1293 (2019).J. Duan, M. Qin, B. Ouyang, W. Fang, X. Li, K. D. Lu, K. Tang, S. X. Liang, F. H. Meng, Z. K. Hu, P. H. Xie, W. Q. Liu, R. Haesler, Atm. Meas. Tech., 11, 4531–4543 (2018).J. Duan, M. Qin, B. Ouyang, W. Fang, X. Li, K. D. Lu, K. Tang, S. X. Liang, F. H. Meng, Z. K. Hu, P. H. Xie, W. Q. Liu, R. Haesler, Atm. Meas. Tech., 11, 4531–4543 (2018).B. Fang, W. X. Zhao, X. Z. Xu, J. C. Zhou, X. Ma, S. Wang, W. J. Zhang, D. S. Venables, W. D. Chen, Opt. Express, 25, 26910–26922 (2017).B. Fang, W. X. Zhao, X. Z. Xu, J. C. Zhou, X. Ma, S. Wang, W. J. Zhang, D. S. Venables, W. D. Chen, Opt. Express, 25, 26910–26922 (2017).K. Ej. Rohrer, Y. Zhang, S. S. Brown, Atm. Meas. Tech., 9, 423–440 (2016).K. Ej. Rohrer, Y. Zhang, S. S. Brown, Atm. Meas. Tech., 9, 423–440 (2016).L. Y. Ling, P. H. Xie, M. Qin, W. Fang, Y. Jiang, R. Z. Hu, N. N. Zheng, Chin. Opt. Lett., 11, 063001 (2013).L. Y. Ling, P. H. Xie, M. Qin, W. Fang, Y. Jiang, R. Z. Hu, N. N. Zheng, Chin. Opt. Lett., 11, 063001 (2013).T. Wu, C. Coeur-Tourneur, G. Dhont, A. Cassez, E. Fertein, X. D. He, W. D. Chen, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 133, 199–205 (2014).T. Wu, C. Coeur-Tourneur, G. Dhont, A. Cassez, E. Fertein, X. D. He, W. D. Chen, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 133, 199–205 (2014).O. J. Kennedy, B. Ouyang, J. M. Langridge, M. J. S. Daniels, S. Bauguitte, R. Freshwater, M. W. McLeod, C. Ironmonger, J. Sendall, O. Norris, R. Nightingale, S. M. Ball, R. L. Jones, Atm. Meas. Tech., 4, 1759–1776 (2011).O. J. Kennedy, B. Ouyang, J. M. Langridge, M. J. S. Daniels, S. Bauguitte, R. Freshwater, M. W. McLeod, C. Ironmonger, J. Sendall, O. Norris, R. Nightingale, S. M. Ball, R. L. Jones, Atm. Meas. Tech., 4, 1759–1776 (2011).S. X. Liang, M. Qin, J. Duan, W. Fang, A. Li, J. Xu, X. Lu, K. Tang, P. H. Xie, J. G. Liu, W. Q. Liu, Acta Phys. Sin., 66, 090704 (2017).S. X. Liang, M. Qin, J. Duan, W. Fang, A. Li, J. Xu, X. Lu, K. Tang, P. H. Xie, J. G. Liu, W. Q. Liu, Acta Phys. Sin., 66, 090704 (2017).Y. Nakashima, Y. Sadanaga, Anal. Sci., 33, 519–524 (2017).Y. Nakashima, Y. Sadanaga, Anal. Sci., 33, 519–524 (2017).H. M. Yi, T. Wu, G. S. Wang, W. X. Zhao, E. Fertein, C. Coeur, X. M. Gao, W. J. Zhang, W. D. Chen, Opt. Express, 24, A781 (2016).H. M. Yi, T. Wu, G. S. Wang, W. X. Zhao, E. Fertein, C. Coeur, X. M. Gao, W. J. Zhang, W. D. Chen, Opt. Express, 24, A781 (2016).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.