Broadband cavity enhanced absorption spectroscopy for measuring atmospheric NO 3 radical

NO3自由基是夜间大气化学中最重要的氧化剂, 控制着多种痕量气体成分的氧化及去除, 了解NO3自由基的化学过程对研究灰霾等大气污染过程意义重大. NO3自由基浓度低、活性强, 实现大气NO3自由基的高灵敏度准确测量相对困难. 本文介绍了大气NO3自由基的宽带腔增强吸收光谱定量方法, 采用红光LED作为宽带腔增强吸收光谱系统光源, 设计低损耗且适合国内高颗粒物环境的采样气路, 并通过LED光源测试确定最佳工作电流和温度; 通过采用白天的大气谱作为背景光谱参与NO3自由基的光谱拟合过程，减少水汽对NO3自由基光谱反演的干扰;通过对镜片反射率和有效腔长进行标定, 对系统性能进行Allan方差分析, 该宽带腔增强吸收光谱系统在光谱采集时间为10 s的情况下, NO3自由基极限探测灵敏度为0.75 pptv, 总测量误差约为16%. 在合肥开展了实际大气NO3自由基观测, 观测期间NO3自由基的浓度范围从低于探测限到23.4 pptv, NO3自由基浓度呈现夜间高、白天低的特征, 符合NO3 变化规律, 表明该宽带腔增强吸收光谱系统能够用于实际大气NO3自由基的高灵敏度测量.