Измерения атмосферного диоксида азота компактным широкополосным спектрометром усиленного поглощения

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. 

1. 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).

2. 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).

3. 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).

4. S. E. Fiedler, A. Hese, A. A. Ruth, Chem. Phys. Lett., 371, 284–294 (2003).

5. 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).

6. N. Jordan, C. Z. Ye, S. Ghosh, R. A. Washenfelder, S. S. Brown, H. D. Osthoff, Atm. Meas. Tech., 12, 1277–1293 (2019).

7. 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).

8. 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).

9. K. Ej. Rohrer, Y. Zhang, S. S. Brown, Atm. Meas. Tech., 9, 423–440 (2016).

10. L. Y. Ling, P. H. Xie, M. Qin, W. Fang, Y. Jiang, R. Z. Hu, N. N. Zheng, Chin. Opt. Lett., 11, 063001 (2013).

11. 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).

12. 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).

13. 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).

14. Y. Nakashima, Y. Sadanaga, Anal. Sci., 33, 519–524 (2017).

15. 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).