[科普中國]-氮氧化物自動分析儀

氮氧化物自動分析儀是指能連續(xù)自動測定環(huán)境大氣中氮氧化物濃度的儀器。從原理上可分為吸收光度法、電星法(庫侖法)、化學(xué)發(fā)光法、紅外光譜法和紫外光譜法。我國監(jiān)測系統(tǒng)主要采用的是電量法和化學(xué)發(fā)光法氮氧化物自動分析儀。

定義氮氧化物自動分析儀是指能連續(xù)自動測定環(huán)境大氣中氮氧化物濃度的儀器。

分類從原理上可分為吸收光度法、電星法(庫侖法)、化學(xué)發(fā)光法、紅外光譜法和紫外光譜法。我國監(jiān)測系統(tǒng)主要采用的是電量法和化學(xué)發(fā)光法氮氧化物自動分析儀1。

氮氧化物分析儀氮氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對人體健康有嚴(yán)重危害。因此近年來氮氧化物的監(jiān)測與治理等研究工作受到社會各界的密切關(guān)注。氮氧化物分析儀是基于化學(xué)發(fā)光法檢測技術(shù)檢測氮氧化物的含量，反應(yīng)室是整個系統(tǒng)中的核心部件，而臭氧的濃度及純度等參數(shù)也同樣對儀器的長期工作性能有重要影響。

1. 原理

化學(xué)發(fā)光法檢測技術(shù)是基于NO能與O3能發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，且發(fā)光光強(qiáng)與NO的濃度成正比，而NO2是通過（鉬）轉(zhuǎn)換室轉(zhuǎn)換為NO再進(jìn)行檢測。反應(yīng)室是NO與O3發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的場所，它的形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)會影響PMT接收到的光子數(shù)，經(jīng)過電路部分處理后將最終影響儀器的靈敏度。所以說反應(yīng)室是整個系統(tǒng)中的核心部件。而臭氧的濃度及純度等參數(shù)也同樣對儀器的長期工作性能有重要影響。

2. 改進(jìn)設(shè)計(jì)

在DJ4-2儀器的長期運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)隨著儀器工作時間的增長，儀器的靈敏度有下降的趨勢。在儀器運(yùn)行的前三天內(nèi)相對靈敏度保持恒定并穩(wěn)定在0.6，而從第四天開始儀器的靈敏度嚴(yán)重下降，一星期后下降為0.45。可見儀器在連續(xù)工作的一周內(nèi)靈敏度下降了25%，此時DJ4-2型化學(xué)發(fā)光氮氧化物分析儀的數(shù)據(jù)已失真，說明儀器在設(shè)計(jì)上還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

經(jīng)對DJ4-2分析儀排查后發(fā)現(xiàn)儀器靈敏度的下降是由于反應(yīng)室的玻璃窗受污染從而導(dǎo)致進(jìn)入PMT的光子數(shù)減少造成的。再經(jīng)分析和化驗(yàn)玻璃片上的污染成分，得知此污染物為臭氧與零氣中的甲醛、甲苯等揮發(fā)性有機(jī)氣體反應(yīng)的產(chǎn)物，此污染物受到雙噴嘴噴出氣體的沖擊后吸附在PMT前的玻璃窗上。因此，需對反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)、零氣系統(tǒng)及臭氧參數(shù)等進(jìn)行改進(jìn)，從而提高儀器的長期工作穩(wěn)定性1。

氮氧化物氮氧化物，包括多種化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均極不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又變?yōu)槎趸Ｒ虼?，職業(yè)環(huán)境中接觸的是幾種氣體混合物常稱為硝煙 （氣），主要為一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮為主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃頭生 - 副教授 - 華北電力大學(xué)