基于非相干寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)對(duì)碘氧自由基的定量研究*

張鶴露 秦敏? 方武 唐科 段俊 孟凡昊邵豆 華卉 廖知堂 謝品華

1) (中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所, 中國(guó)科學(xué)院環(huán)境光學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 合肥 230031)

2) (中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué), 合肥 230026)

介紹了435—465 nm波段非相干寬帶腔增強(qiáng)吸收光譜(IBBCEAS)技術(shù)對(duì)碘氧自由基(IO)的定量方法.為準(zhǔn)確獲取IO的濃度信息, 對(duì)IBBCEAS系統(tǒng)高反鏡的鏡片反射率、有效腔長(zhǎng)及損耗等參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定.利用氮?dú)夂秃庵g瑞利散射的差異性標(biāo)定了高反鏡的反射率曲線, 在IO吸收峰436.1 nm處鏡片反射率R為0.99982, 真空狀態(tài)下有效吸收光程達(dá)到3.83 km.根據(jù)O4的吸收, 修正后系統(tǒng)的有效腔長(zhǎng)為60.7 cm.采用艾倫方差對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估, 在60 s時(shí)間分辨率下, 系統(tǒng)對(duì)IO和NO2的探測(cè)限(2σ)分別為1.9 pptv和20 pptv (1 pptv (part per trillion by volume) = 10—12).通過(guò)鼓泡法將溶于碘化鉀(KI)溶液的碘帶出, 并將其光解后與臭氧反應(yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定濃度的IO樣氣, 對(duì)IO在采樣管內(nèi)的損耗進(jìn)行了標(biāo)定, 結(jié)果表明IO的損耗可以忽略.利用IBBCEAS系統(tǒng)對(duì)IO的線性進(jìn)行測(cè)定, 在39—530 pptv的濃度范圍下IO的測(cè)量濃度與配比濃度的相關(guān)系數(shù)R2為0.99.進(jìn)而, 利用該系統(tǒng)對(duì)海帶排放的碘與臭氧反應(yīng)生成的IO進(jìn)行了測(cè)量.

1 引 言

碘氧自由基(IO)作為一種活性鹵素(RHS),對(duì)對(duì)流層大氣化學(xué)有著重要影響.在中緯度地區(qū)的海洋邊界層, IO在臭氧損耗過(guò)程中起著重要的作用, 可以通過(guò)改變NO/NO2和OH/HO2的分配影響大氣化學(xué); 此外, 在沿海地區(qū)IO對(duì)于超細(xì)氣溶膠粒子的形成起著關(guān)鍵作用, 而后者的成核會(huì)影響云的性質(zhì), 從而對(duì)氣候產(chǎn)生影響[1].大氣中的IO主要由有……