1 上海理工大学环境与建筑学院, 上海 200093
2 复旦大学环境科学与工程系, 上海 200433
介绍了一种基于差分光学吸收光谱技术对上海城市大气中HCHO和CHOCHO进行高时间分辨率的测定方法。 针对HCHO和CHOCHO的不同吸收结构, 选择适当的光谱分析波段, 扣除干扰气体的吸收, 有效降低残差, 得到了用于反演目标气体的光学厚度, 并进一步获得2013年10月HCHO与CHOCHO的浓度变化特征。 HCHO, CHOCHO平均浓度分别为(4.0±1.6)和(3.4±1.2) μg·m-3。 受人为源的影响, HCHO工作日平均浓度高于假期平均浓度, 而CHOCHO的浓度相差不大。 两者浓度的日变化趋势相似, 早晨06:00—07:00出现最大值后迅速下降, 到09:00左右出现最小值后又缓慢上升, 并在夜间至日出前保持相对稳定的浓度水平。 为探索大气HCHO可能的来源和生成过程, 选取夜间稳态阶段, 早高峰阶段, 光化学反应阶段和晚高峰阶段等四个典型时段对HCHO的来源进行解析。 NO2作为HCHO的一次源指示物; 同时作为光化学反应的中间产物, HCHO和CHOCHO生成机理具有相似性, 因此以CHOCHO作为解析HCHO的二次源指示物, 利用线性回归模型来源解析结果所得HCHO浓度与实际观测值具有较好的相关性, 相关系数r为0.60～0.81, 分析得出上海城区二次来源对环境HCHO浓度的贡献约为三分之一。
差分吸收光谱 甲醛 乙二醛 来源解析 DOAS Formaldehyde Glyoxal Source apportionment 光谱学与光谱分析
2016, 36(8): 2384
1 南京师范大学 环境科学与工程系, 江苏 南京 210023
2 南京理工大学 工业化学研究所, 江苏 南京 210094
以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料, 合成了一种新型的荧光增强型识别Fe3+的分子探针(fluorescent probe, FP)。用核磁和质谱对其分子结构进行了表征, 并通过荧光光谱研究了FP对Al3+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Hg2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+等不同金属离子的识别性能。研究结果表明: 在纯甲醇溶剂中, 探针FP对Fe3+的识别具有较好的选择性, 且基本不受其他金属离子的干扰; 通过Jobs曲线可知, 探针FP与Fe3+的络合比为1∶3; Fe3+浓度在4×10-4~5×10-3 mol/L范围内时, 探针FP的荧光强度与Fe3+浓度具有良好的线性关系, 线性相关系数为0.995 3。
荧光探针 罗丹明B 乙二醛 希夫碱 fluorescent probe rhodamine B glyoxal Schiff-base Fe3+ Fe3+
北京大学环境科学与工程学院, 环境模拟与污染控制国家联合重点实验室, 北京100871
乙二醛是大气中一种重要挥发性有机物。 它在大气中气相、 水相及二次无机酸性颗粒物表面反应均可生成二次有机气溶胶（SOA）。 然而乙二醛与沙尘非均相反应研究却未见报道。 本研究选取二氧化硅（SiO2）和三氧化二铝（α-Al2O3）颗粒作为实际沙尘模型, 探讨了乙二醛与沙尘颗粒非均相吸附与转化机理。 利用透射傅里叶变换红外光谱（T-FTIR）原位跟踪反应进程, 再结合色谱和质谱分析了反应产物。 结果发现, 在无光照和无氧化剂参与条件下, 乙二醛在以上两种沙尘组分颗粒表面吸附后均生成了低聚物, 在α-Al2O3上还能生成有机酸; 水汽能促进颗粒对乙二醛摄取, 并有利于低聚物生成, 但会抑制有机酸生成。 这些发现对于认识大气乙二醛与沙尘非均相反应生成SOA具有重要意义。
非均相反应 乙二醛 沙尘 二次有机气溶胶 FTIR FTIR Heterogeneous reaction Glyoxal Dust Secondary organic aerosol 光谱学与光谱分析
2012, 32(11): 2946
1 安徽大学 化学化工学院 先进多孔材料实验室，合肥 230039
2 中国科学院合肥物质科学研究院，合肥 230031
3 中国科学院智能机械研究所 仿生传感与先进机器人重点实验室， 合肥 230031
针对利用长光程差分吸收光谱技术在实现对大气中乙二醛实时监测中，一些干扰结构(Xe灯结构，H2O、NO2和O4干扰吸收)对长光程差分吸收光谱技术的影响，讨论了乙二醛的光谱反演方法对干扰吸收的准确去除.针对Xe灯结构由于压力和多普勒展宽程度等的变化而引起的Xe灯结构的非线性变化，采用不同时刻的参考灯谱通过光谱插值的方式准确去除，其去除误差引起的剩余结构可降低到比乙二醛的最低理论检测限低3倍；针对H2O的非线性吸收以及特征吸收结构随柱浓度的不同而变化的特点，采用较高和较低浓度H2O吸收光谱插值的方法准确去除了严重干扰乙二醛准确反演的H2O的吸收结构，其去除误差引起的剩余结构可降低到比乙二醛的最低理论检测限低10倍；另外，对于在此波段存在干扰的NO2和O4的吸收结构也实现了准确地去除.干扰结构的准确去除使DOAS对乙二醛的监测实现了较低的实际检测限 (0.15 ppbv)和较低的测量误差 (~10 %).最后，在广州郊区对实际大气进行了实际监测，其浓度范围在低于检测限到1.66 ppbv之间，与文献报道的浓度范围和变化趋势十分吻合.
长光程差分吸收光谱 乙二醛 挥发性有机物 光谱插值 Long Path Differential Optical Absorption Spectros Glyoxal Volatile organic compounds (VOCs) Spectral interpolation
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所，中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 安徽大学化学化工学院, 安徽 合肥 230039
将光谱插值法应用到差分吸收光谱(DOAS)技术的数据分析反演中，合理地将浓度较高物质的特征光谱变化所引入的误差降低到忽略不计，从而实现DOAS对掩盖在高浓度物质强吸收下的痕量物质包括NO3自由基、乙二醛(CHO)2以及单环芳烃化合物（MAHC）的精确测量。模拟了发射谱线发射强度以及压力展宽程度不断变化的高压氙(Xe)弧灯(简称Xe灯)特征光谱，精确去除了在450 nm附近强度比(CHO)2高两个数量级的Xe灯结构，实现了大气光化学作用指示剂(CHO)2浓度的正确反演；模拟了由在大气含量决定的不断变化的H2O的特征光谱，在662 nm与623 nm附近去除了比NO3强几十倍的H2O的非线性吸收，正确反演了夜间大气污染物的“清除剂”NO3自由基的浓度；模拟了由柱浓度决定的不断变化的O2的特征光谱以及受温度影响不断变化的O3的特征光谱，去除了在250～285 nm波段比单环芳烃吸收高十几倍的O2和O3的吸收，为大气光化学烟雾和气溶胶的前体物单环芳烃浓度的反演去除了最大的干扰。
大气光学 环境监测 光谱分析 光谱插值 乙二醛 单环芳烃 激光与光电子学进展
2010, 47(11): 110102
