[发明专利]一种实地环境中臭氧产生速率的测定系统

说明书

本发明公开了实地环境中臭氧产生速率测定系统，同时优化了其对NOx或VOC的敏感性分析的测定方法，该系统主要由两个平行放置的流动箱，即反应流动箱和参考流动箱。两个流动箱均由高透光的石英玻璃制成。反应流动箱暴露于光照下，参考流动箱外腔体由滤光膜包裹，两个臭氧分析仪和两个二氧化氮分析仪分别检测反应流动箱的臭氧含量和二氧化氮含量，通过检测到的臭氧含量和二氧化氮含量计算臭氧产生速率。通过本发明能够准确且可靠地测定臭氧产生速率，也可在现有空气质量体系中增加直接测量的臭氧生成速率的标准，为制定空气质量法规提供依据。

技术领域

本发明涉及臭氧产生速率测定技术领域，具体涉及一种实地环境中臭氧产生速率的测定系统。

背景技术

臭氧是地球大气中的最重要痕量气体之一。其中，平流层中臭氧占90％，能够吸收大部分200-320nm的太阳紫外辐射，是地球生命的保护伞；而在接近地面的对流层，臭氧的升高不仅会导致光化学烟雾等空气污染，而且会引起人类呼吸系统疾病；同时，在局部区域和全球范围内，臭氧的升高还能引起温室效应等全球气候变化问题。所以臭氧在大气化学、空气污染和气候变化中均扮演着关键角色。地面臭氧除少量来自平流层大气，主要由大气中的前体物(氮氧化物NOx和挥发性有机物VOC)在阳光照射下发生一系列复杂的化学反应而生成；随着工业的发展和化石燃料的大量使用，人类生产生活活动向大气中排放了大量的臭氧前体物，对流层臭氧增加和地面臭氧污染逐渐成为了人类所面临的重大区域性环境问题；国内外众多学者开展了大量的研究工作，以调查臭氧污染成因、制定科学合理的臭氧污染防治对策。

目前，臭氧产生速率主要由实地环境中测量的过氧自由基的浓度计算和光化学模型模拟输出得到；但是，在一些实地观测研究中，通过测量的过氧自由基的浓度计算得到的臭氧产生速率与通过光化学模拟输出得到的臭氧产生速率存在很大的不同。例如，在森林覆盖地区或以大量生物VOC为特征的地区，模型模拟输出结果往往会高于实地测量后的计算结果；而在城市地区，模型模拟输出结果却会低于实地测量后的计算结果，故现有技术难以确定准确的臭氧产生速率。

另外，对流层臭氧的化学形成机制因大气中的前体物(NOx和VOC)的种类及含量不同而变的非常复杂，具有很大的不确定性，且臭氧产生速率与大气前体物含量的关系呈复杂非线性，成为制约臭氧污染防治的最大挑战。因此，不仅需要检测环境中臭氧浓度值，还需要测量指标来确定臭氧产生的控制机制是否为NOx限制或VOC限制，从而根据不同的环境状况实施不同的空气质量法规，即NOx或VOC排放法规。在实地研究中调节受控环境箱中VOC和NOx的浓度以控制臭氧生成速率，研究其敏感性，不仅有助于理解臭氧生成的复杂和非线性自由基化学而且也是设计臭氧前体物减排策略的关键。

基于以上，如何准确地测定实地环境中臭氧产生速率、如何确定臭氧复杂的化学形成机制与臭氧产生速率的关系，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有臭氧产生速率测定存在准确性差、测定结果容易受到实地环境情况的影响等问题，本发明创新地提供一种实地环境中臭氧产生速率的测定系统，通过对测量方法和产品结构的独特设计，本发明能准确、快速、稳定地得到臭氧产生速率。同时，本发明还进一步应用于研究臭氧形成对NOx或VOC的敏感性的分析。

本发明提供了一种实地环境中臭氧产生速率的测定系统，该测定系统包括反应流动箱(20)及参考流动箱(30)，所述反应流动箱(20)和所述参考流动箱(30)均由透明石英玻璃构成且内表面涂敷于透明的特氟龙涂料；

所述反应流动箱(20)暴露于光照下，所述参考流动箱(30)由滤光膜包裹；