【案例分享】光化學煙霧箱中的大氣化學反應監測

更新時間：2024-11-14 點擊次數：2001

Background

背景介紹

光化學煙霧是由工業排放、汽車尾氣等人類活動產生的揮發性有機化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等污染物在陽光照射下發生復雜的光化學反應而生成的次生污染物。臭氧和二次有機氣溶膠（SOA）和其他光化學產物是光化學煙霧的主要組成部分。

光化學煙霧箱是一種用于研究大氣污染物化學反應的實驗設備，尤其是研究光化學煙霧的形成和行為。光化學煙霧箱通過模擬大氣環境中的條件，將污染物置于類似真實環境的條件下（如溫度、濕度、太陽輻射等）進行反應，研究其中復雜的光化學反應機制。通過這些實驗，研究人員能夠更好地理解光化學煙霧的形成過程和環境影響，特別是機動車、工業排放等源頭對大氣化學反應的影響，為大氣污染治理提供科學依據。

Monitoring difficulties

監測難點

Monitoring difficulties

光化學煙霧箱實驗中的氣體反應非常復雜且動態，涉及多種污染物及其反應產物的生成、轉化和耗散。傳統的氣體監測設備在靈敏度和實時性上難以滿足需求，且監測設備無法綜合捕捉多種氣體的協同反應。為了準確監測光化學煙霧箱中的氣體反應物及產物，研究人員需要高靈敏度的氣體分析工具，能夠實時檢測多種關鍵氣體濃度變化的高效分析儀器。Picarro 光腔衰蕩光譜（CRDS）氣體分析儀以其高精度、快速響應和多氣體同步測量的能力，在光化學煙霧箱實驗中有著特別的優勢。

Picarro solution

Picarro 解決方案

Picarro solution

Picarro 氣體分析儀應用于光化學煙霧箱，能夠通過其光腔衰蕩光譜技術，實時測量多種關鍵氣體的濃度，如二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、一氧化碳（CO）、氨氣（NH?）、甲醛（HCHO）及其他痕量氣體，為分析光化學反應過程提供關鍵數據。

設備安裝與集成

Picarro 分析儀通過氣路系統與光化學煙霧箱相連接，持續采集箱內氣體樣本。由于光化學煙霧箱中涉及復雜的化學反應過程，Picarro 設備高靈敏度的多氣體監測能力使其能夠同時捕捉多種反應氣體的濃度變化，為反應過程中的關鍵節點提供實時數據。

反應過程監測

在光化學煙霧箱內，研究人員引入機動車尾氣或工業排放物質，并通過調節溫度、濕度、光照強度等參數，模擬實際大氣條件。Picarro 分析儀實時監測箱內氣體的化學反應進程，包括臭氧生成以及二氧化碳、一氧化碳等氣體的變化過程。

數據記錄與分析

Picarro 氣體分析儀能夠高頻率采集數據，并將實時測量的數據呈現為濃度隨時間的變化曲線。研究人員可以直接觀察反應開始、中間產物生成、反應結束等多個階段的氣體變化，尤其是次生污染物的形成。