1 安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室，安徽 合肥 230601
2 安徽大学光电信息获取与控制教育部重点实验室，安徽 合肥 230601
解析大气中HONO和N2O4的光化学循环及其来源，需要对其质量分数进行准确测量，而质量分数测量的前提是吸收线参数的准确度量。采用7.8 μm室温连续量子级联激光器和长光程多次反射吸收池对实验产生的HONO和N2O4气体进行了同时测量，确定了两种气体的吸收线频率。根据已知的1280.4 cm-1处trans-HONO的吸收线强，计算得到trans-HONO的质量分数为（0.72±0.04）×10-6，相应的系统最低检测限为（11.15±0.50）×10-9。利用中红外量子级联光谱技术同时对HONO和N2O4进行分析研究，所得到的谱线参数也为HONO和N2O4质量分数的实时监测、化学反应过程的分析等提供了重要的依据。
光谱学 亚硝酸 中红外 量子级联激光器 N2O4 光学学报
2023, 43(11): 1130001
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601
2 淮北师范大学污染物敏感材料与环境修复安徽省重点实验室,安徽 淮北 235003
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所!环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
4 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心,福建 厦门 361021
5 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230025
HONO作为大气OH自由基的前体物和重要贡献源, 影响着大气中污染物的氧化降解, 控制着对流层大气的自净能力, 对灰霾和光化学烟雾形成起到重要作用, 同时受污染排放特征、 垂直传输和混合、 非均相反应和大气光氧化等影响, HONO具有明显的垂直分布特征, 因此探究大气中HONO的垂直分布特征对于了解大气灰霾和光化学污染的形成和控制都十分重要。 MAX-DOAS作为一种被动遥感技术, 能够快速有效地获取大气中污染物的立体分布特征。 采用MAX-DOAS仪器对合肥市科学岛2017年12月冬季大气HONO和NO2进行了立体探测, 通过基于最优估算的气溶胶和痕量气体廓线反演算法PriAM获取了两种气体的垂直分布特征。 研究结果表明, 在观测期间NO2在近地面10 m内体积混合比(VMR)和垂直柱浓度(VCD)的范围分别在0.51×1011~20.5×1011 molecules·cm-3和6.0×1015~5.5×1016 molecules·cm-2, 在垂直方向上其浓度主要集中在1 km内, 且在近地面浓度混合均匀。 HONO的VMR和VCD分别在0.03×1010~5.1×1010 molecules·cm-3和3.5×1014~7.0×1015 molecules·cm-2之间, 浓度高值出现在100 m内, 浓度随高度的升高而明显下降。 通过对HONO和NO2的对比发现, HONO/NO2比值在0.17%~16.0%(VMR)和1.0%~25.0%(VCD)之间, 表明研究期间HONO主要来自于NO2的转化。 对冬季一次典型污染过程(2017.12.26—2017.12.31)分析, HONO/NO2的比值大于5%, 且HONO的浓度值升高(大于0.26×1011 molecules·cm-3), 表明污染条件下NO2向HONO的转化作用变强。 结合风场信息研究发现, 污染期间研究区域的NO2和HONO浓度受到合肥市城区、 安徽北部和西北部地区传输的影响。
多轴差分吸收光谱 二氧化氮 气态亚硝酸 垂直分布 反演算法 Multi-Axis differential optical absorption spectroscopy NO2 HONO Vertical distribution Inversion algorithm 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2039
北京工业大学生命科学与生物工程学院, 北京 100124
过氧亚硝酸根作为生物体内高活性自由基, 能损伤多种生物大分子进而引起一系列重大疾病, 对其含量测定和反应机制的研究具有重要意义。 过氧亚硝酸根性质活泼, 反应速率快, 捕捉其动态过程十分困难。 本文首次利用流动注射分析仪探究在不同模拟酶血红蛋白和氯化血红素的催化下, 过氧亚硝酸根氧化酪氨酸体系的动力学特征。 结果表明: 过氧亚硝酸根在两种酶催化下氧化酪氨酸的过程均遵循Michaelis-Menten的动力学规律； 根据米氏常数Km和最大初速率Vmax, 推断其反应机制, 经模拟酶催化的过氧亚硝酸根能直接氧化与模拟酶结合后的酪氨酸快速生成酪氨酸二聚体, 未生成·OH和O－2·。 此外, 我们还检测了不同温度、 pH下两种模拟酶催化的速率常数, 得到血红蛋白催化该体系的最适条件为25 ℃和pH 8.0, 速率常数kcat=1.035×106 mol·L-1·s-1, 氯化血红素适宜在37 ℃和pH 9.5的条件下催化该体系, 速率常数kcat=6.842×105 mol·L-1·s-1； 比较动力学参数KHbm(4.46 μmol·L-1)VHeminmax(0.026 ΔIF/s), 发现最适条件下血红蛋白的速率常数大于氯化血红素, 得到血红蛋白对于该体系的催化活性高于氯化血红素。 以上结果为探究酶催化法测定过氧亚硝酸根含量及其反应机理提供动力学参数, 对于防治生物体内自由基引起的相关疾病与诊断新技术的开发奠定理论基础。
流动注射分析仪 氯化血红素 血红蛋白 过氧亚硝酸根 Flow injection analyzer Hemin Hemoglobin Peroxynitrite 光谱学与光谱分析
2016, 36(12): 4052
中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
亚硝酸是大气清道夫OH 自由基的主要来源之一，其对大气氧化潜力的影响是近年来大气光物理化学研究的热点。但是亚硝酸在大气中的浓度非常低，且具有易反应性、可溶性和光解性，实时准确测量大气中的亚硝酸一直是一个难点。采用中红外1255 cm-1室温连续量子级联激光器开展对痕量亚硝酸气体的探测方法研究, 利用波长调制和谐波探测技术，将系统由原来在1 s积分时间内采用直接吸收方法的测量灵敏度6.95 μg/m3提高到0.84 μg/m3。通过艾伦方差分析系统的噪声特性，得到系统的最佳积分时间为100 s，相应的探测限为0.34 μg/m3。利用该系统对实验室空气中的亚硝酸气体含量进行检测，证明该系统可以满足实际大气观测对检测限的要求。
光谱学 量子级联激光器 波长调制 亚硝酸 中红外
西北大学化学与材料科学学院, 陕西 西安710069
基于棉涤线的毛细作用, 构建成“Y”型微流控分析通道, 自行研制了一种可调控试样流速的微流控分析通道装置, 实现了待测液和显色剂同时进样, 研究建立了一种“Y”型棉涤线微流控分析通道分析测定新方法。进行了分光光光度法与Scan-Adobe Photoshop软件处理两种检测方法的比较, 结果表明光度法检出限低; Scan-Adobe Photoshop软件处理法操作简捷, 分析速度快, 样品用量少。应用于亚硝酸根的分析测定, 两种检测方法的线性范围和检出限分别为1.0~70 μmol·L-1, 0.66 μmol·L-1(光度法); 50~450和45.10 μmol·L-1(Scan-Adobe Photoshop软件处理法)。回收率在96.7%~104.0%之间。该微流控通道分析方法成本低廉, 分析速度快, 对土壤和水样中亚硝酸根进行分析测定, 结果满意。
棉涤线 毛细作用 微流控分析 亚硝酸根测定 Cotton-polyester thread Capillary effect Microfluidic analysis Determination of nitrite 光谱学与光谱分析
2014, 34(8): 2234
1 重庆大学化学化工学院, 重庆400044
2 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆400045
基于盐酸介质中亚硝酸根对过硫酸钾氧化甲基红的褪色反应具有明显的催化作用, 提出了测定痕量亚硝酸根的“NO-2-S2O2-8-MR”新体系。 结合单因素实验和正交实验建立了该新体系测定痕量亚硝酸根的最佳条件, 分析了最佳实验条件下痕量亚硝酸根测定的标准曲线、 检出限、 精密度和抗离子干扰性能, 并讨论了其反应动力学原理及参数, 推导了测定痕量亚硝酸根的定量依据。 研究表明, 该痕量亚硝酸根测定方法的最佳实验条件为: 1.0 mL 0.3 mol·L-1盐酸, 1.0 mL 0.01 mol·L-1过硫酸钾, 0.6 mL 0.2 g·L-1甲基红, 在80 ℃水浴加热9 min; 定量依据为: 在最佳条件下, 甲基红最大吸收波长518 nm处的浓度变化ln(A0/A)与亚硝酸根浓度呈良好线性关系, 其线性范围为0.01～0.80 mg·L-1, 检出限为0.007 mg·L-1; 动力学特征为: 亚硝酸根是一级反应, 该体系符合准一级反应特征, 表观活化能为85.04 kJ·mol-1, 80 ℃时表观速率常数为0.021 4 min-1, 半衰期为32.39 min; 动力学原理为: 甲基红浓度变化ln(A0/A)与亚硝酸根浓度符合以下正比关系ln(A0/A)=kｃNO-2; 该痕量亚硝酸根测定方法尚未见报道, 精密度、 准确度高, 选择性好, 多数常见离子不干扰亚硝酸根测定, 且该方法操作方便, 所用试剂廉价无毒, 直接用于实测食品及水样中痕量亚硝酸根含量, 结果满意。
亚硝酸根 催化光度法 痕量测定 反应动力学 Nitrite A catalytic kinetic spectrophotometric method Trace determination Chemical reaction kinetics 光谱学与光谱分析
2014, 34(6): 1619
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 法国滨海大学大气物理化学实验室, 法国 里尔 敦刻尔克 59140
采用8 μm室温连续量子级联激光器开展对HONO的痕量监测。利用纯甲烷气体估算和描述该装置的特性，用直接吸收光谱技术结合125 m的多次反射吸收池进行HONO气体检测。由H2SO4和NaNO2发生化学反应而产生的HONO气体浓度用一个溶蚀器系统和一个NOx分析仪来量化，得到HONO的最低探测浓度在1 s的积分时间内为7.3 μg/m3。研究了由光学池壁表面而导致的HONO的衰减效应并得到一个反应率常数，这个常数有望应用于真实大气HONO的现场测量，特别是采用吸收池的测量。
光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 量子级联激光器 亚硝酸
1 湖南省土壤肥料研究所, 湖南 长沙410125
2 湖南农业大学园艺学院, 湖南 长沙410128
3 西北大学生命科学院, 陕西 西安710069
4 湖南省农业科学院, 湖南 长沙410125
以拉曼被孢霉(Mortierella ramanniana)为出发菌株M5, 通过原生质体制备, 经亚硝酸和激光等进行复合诱变; 进行初筛, 经摇瓶发酵法复筛, 并测定其相关性能指标,获得一生产性能比出发菌株显著提高的突变株MF10; 其干菌体收率为46.8 g/L、油脂产率达34.6 g/L、γ-亚麻酸的产率达12.5 g/L, 分别是出发菌株的1.73倍、2.02倍和2.6倍。通过基因传代实验, 说明突变株的基因可稳定遗传。
拉曼被孢霉 复合诱变 激光 亚硝酸 γ-亚麻酸 Mortierella ramanniana compound mutagenesis laser HNO2 γ-linolenic acid
1 合肥工业大学化学工程学院, 安徽 合肥 230009
2 可控化学与材料化工安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230009
3 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
4 合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
基于扫描长程差分吸收光谱(DOAS)系统于2007年8月27日～9月4日期间对北京市郊区进行了大气污染物HONO和NO2等垂直廓线的连续监测, 详细探讨了HONO, NO2和HONO/ NO2比值的垂直分布特征, 重点研究了HONO的形成途径。 结果显示HONO和NO2浓度随着高度的增加而降低, 而HONO浓度梯度下降的更加剧烈; HONO/NO2比值也随着高度的增加而降低, 表明在地面及近地面NO2与水汽的非均相反应是HONO的主要来源, HONO在近地面附近形成, 然后传输到上层空间。
亚硝酸 垂直廓线 来源 差分吸收光谱(DOAS) 大气污染物 Nitrous acid (HONO) Vertical profile Source Different optical absorption spectroscopy (DOAS) Air pollutant 光谱学与光谱分析
2011, 31(4): 1078
华侨大学材料科学与工程学院, 福建 泉州 362021
从亚硝酸根离子与对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺作用生成红色化合物的数码成像中, 可以明显看出随着亚硝酸根离子浓度的增加溶液的颜色加深。 用Origin 7.0软件把数码成像的 JPEG 格式转换成灰度格式, 然后用Scion Image软件读数, 数码成像中不同颜色深度的灰度值亦随着亚硝酸根离子浓度的增加而增加。 由此建立了数码成像比色(DIC)法测定大气中氮氧化物(NOx)含量的新方法。 根据红、 绿、 蓝(RGB)三基色原理探讨了数码成像比色法的原理, 考察了数码成像比色法的影响因素, 并成功用于合成样和大气中氮氧化物日变化曲线的测定, 其结果与分光光度法一致。 用于合成样的测定, 回收率在97.3％～104.0％ 之间, 相对标准偏差(RSD)小于5.0%。
数码成像比色法 盐酸-1-萘乙二胺 氮氧化物 亚硝酸根离子 分光光度法 Digital imaging colorimetric method N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride Nitrogen oxides Nitrite ion Spectrophotmetric method 光谱学与光谱分析
2009, 29(6): 1643
