环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法及系统【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法及系统》

专利号：ZL202010838171.7

二、应用领域

本发明涉及分析检测领域，尤其涉及一种环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法及系统。

三、专利说明

1、摘要：

本发明提供了一种环境大气中气态亚硝酸浓度的测量方法。通过以碘离子为试剂离子的化学电离化质谱仪技术，直接采样快速进行测定，响应时间迅速，可以有效且准确地观测短时间内气态亚硝酸的变化，为更好地分析大气氧化性及污染成因提供基础；该检测方法能够对低浓度的气态亚硝酸进行测定，检出限为几十ppt级别，保证具有较高的灵敏度；该检测过程中不需要依赖于吸收溶液，操作简单、使用安全，该方法检测速度快、检测灵敏度高、检测干扰小，为更好地分析大气氧化性及污染成因提供基础。

2、背景：

气态亚硝酸(HONO)是大气环境中经典氧化剂氢氧自由基(OH·)的重要来源，可以直接影响大气氧化能力，进一步控制二次污染物的形成比如灰霾、臭氧等，因此成为大气化学和大气污染成因研究中的重要物质。在大气中，虽然气态亚硝酸(HONO)的浓度通常非常低，在0.1～10ppb之间，但是其具有非常高的化学活性。在白天，HONO的大气寿命仅为30分钟至2小时，在光照条件下HONO可快速光解并产生OH·自由基和一氧化氮(NO)。并且这一光解在污染地区尤为重要，最近的科学研究表明，在污染地区HONO的光解对OH·自由基的贡献可高达80%。OH·自由基是大气中重要的经典氧化剂，是大气化学和空气质量研究中的核心物质，它能氧化挥发性有机化合物(VOCs)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫 (SO2 )等，进而影响多种污染物的产生，包括二次气溶胶，臭氧(O3 )以及二氧化碳(CO2)。但是由于OH·自由基的活性强，浓度低，寿命短等特点，使得对其进行直接测量十分困难，因此测量OH·自由基的前体物(主要是HONO ,O3和醛类化合物）是分析OH·自由基浓度，进行大气氧化性研究和大气污染物成因分析的重要手段。 

目前，气态亚硝酸的来源较为复杂。已知的来源认知包括机动车直接排放，二氧化氮(NO2 )的非均相转化，土壤释放和硝酸盐光解等来源，来源情况较复杂，不利于进行一一分析。然而，最近的一些研究也表明，在白天发现有未知的HONO的来源，并且HONO在大气中生成的机理研究并未得到清晰的认识，因此需要能实验快速精准测量HONO的仪器与方法去进一步探究HONO的来源，化学机理及其在大气中的影响。 

目前，测定大气HONO浓度的方法有很多种，主要包括光谱法和湿化学方法等。其中光谱法是测定HONO浓度的经典方法，但是光谱仪的检测限一般较高，一般来说在数百ppt左右，且在外场实验中仪器稳定性较差，不利于对含量较低的大气HONO浓度进行分析，因此光谱仪一般适用于实验室研究。而湿化学方法的特点是检测限较低，并且其中商业化非常成功的一台仪器为德国QUMA公司的长光程吸收光谱(LOPAP)，该仪器基于双通道采样和长光程吸收比色测定，可有效消除干扰并达成较低检测限(10ppt左右)。但是由于HONO经吸收液吸收后需要经过较长的液路通道才能进行测量，所以仪器的响应时间较长（数分钟），通常大气测量使用的时间分辨率为十分钟，测定时间长。此外，LOPAP仪器售价昂贵、维护繁琐、容易因液体泄漏发生故障，影响设备安全和广泛使用。

四、相关文件下载

专利证书：/UploadFiles/20231008/20231008145742504250.pdf

专利详情：/UploadFiles/20231008/20231008145777637763.pdf