基于LIF方法对柴油车尾气羟基总反应性测量

基于激光诱导荧光原理搭建了用于机动车尾气测量的羟基(OH)自由基总反应性直接测量系统(LP-LIF-kOH),并开展了典型柴油车尾气的转鼓测试,获得了不同排放水平下重型柴油车尾气OH自由基总反应性的特征。该系统使用中心波长为266 nm的紫外脉冲激光在流动管中光解臭氧产生过量OH自由基,使其与采样进入流动管中的活性气体反应发生浓度衰减;利用中心波长为308 nm的脉冲激光作为激发光, OH自由基吸收激发激光能量后释放荧光光子信号,利用激光诱导荧光技术记录OH自由基衰减曲线对衰减过程进行测量;而通过对衰减曲线进行指数拟合,即可获得采样气的OH自由基总反应性(kOH)。在柴油车尾气中的活性有机物闭合测量实验中,对国三与国五的柴油车尾气进行kOH的测量,发现柴油车尾气kOH的值随着国家排放标准的升高而降低,不同车辆的kOH差别较大,同一车辆冷启动测得的kOH值大于热启动测得的kOH值。kOH的主要贡献来自氮氧化物(55%)、一氧化碳(2%)和一次排放的挥发性有机物(34%)。最后初步建立了一种利用kOH估算柴油车尾气碳氢化合物(HC)排放因子的方法。

深圳市秋季大气OH自由基总反应性测量及其构成分析

羟基自由基(·OH)总反应性(kOH)是大气中所有·OH反应物的浓度与其·OH反应速率常数乘积的总和,对kOH的直接测量有助于识别未知的·OH反应物种及提升·OH收支分析的准确度.因此,本研究建立了一套基于激光光解-激光诱导荧光技术的kOH在线测量系统(LP-LIF),利用紫外脉冲激光在流动管内光解臭氧产生·OH,采用激光诱导荧光技术实时测量其与采样进入流动管的活性气体反应而导致的·OH浓度衰减,通过对该衰减进行指数拟合得到采样气的kOH.经实验室测试,LP-LIF系统对kOH的测量灵敏度为1.2 s^-1,时间分辨率5 min.应用该系统对2018年秋季深圳地区的大气kOH进行为期1个月的连续测量,结合同步观测的·OH反应物浓度数据发现,kOH观测值在10~30 s^-1之间,主要来自一氧化碳(14%)、氮氧化物(26%)和一次排放的挥发性有机物(24%).此外,由未测量的·OH反应物贡献的kOH平均约23%,且在夜间和早晚高峰时段贡献较高,推测其主要来自溶剂涂料、石化工业及LPG机动车排放.