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基于一种多次反射式傅里叶变换红外(FTIR)系统的工业园区挥发性有机物(VOCs)观测和来源解析
1
作者
罗振璇
刘建国
+6 位作者
徐亮
孙永丰
吴昊天
徐睆垚
花谷彪
陈威
徐家求
《环境化学》
北大核心
2025年第8期3020-3034,共15页
为掌握典型产业转型升级城市工业园区挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的污染特征,助推VOCs排放精细化管控,助力区域空气质量改善,选取苏北中心城市——徐州市贾汪区作为研究区域,使用环境光学监测方法开展了典型工业园...
为掌握典型产业转型升级城市工业园区挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的污染特征,助推VOCs排放精细化管控,助力区域空气质量改善,选取苏北中心城市——徐州市贾汪区作为研究区域,使用环境光学监测方法开展了典型工业园区大气VOCs观测和来源解析.构建了一套高精度的怀特式多次反射傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)系统,于24年1月底开展了为期一周的工业园区大气挥发性有机物在线监测,研究了VOCs污染水平、VOCs的臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势,筛选出优控物种,并进行了VOCs来源解析.结果表明,观测期间贾汪工业园区大气VOCs的平均浓度为1.23 mg·m^(-3),芳香烃和烯烃是浓度最高的2个组分,合计贡献了70.7%;VOCs的臭氧和二次有机气溶胶的生成潜势分别为5.76 mg·m^(-3)和1.73 mg·m^(-3),烯烃、芳香烃和含氧VOCs是臭氧生成潜势较大的组分,合计贡献了97.9%.其中,甲苯、二甲苯、乙苯和1-庚烯等苯系物和烯烃具有较高的二次有机气溶胶产率,是防控区域大气二次污染的优控VOCs物种.主成分分析源解析表明,观测期间贾汪工业园区大气VOCs最主要的来源是印刷、包装、医药、树脂和塑料以及有机化工等工业排放,其次是机动车尾气和溶剂挥发.进一步使用Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)后向轨迹模型分析表明徐州1月底发生的大气污染事件,受多方向污染传输和污染回流的影响,其中来自上海和江苏南部的PM_(2.5)区域传输浓度最高,对此次大气污染影响最大,而不利气象条件引起的污染物回流也是不可忽视的因素.该研究实现了工业园区多组分VOCs的实时在线测量,为今后对工业园区VOCs的来源判断提供了一种参考思路.
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关键词
开放式怀特池
傅里叶变换红外光谱法(FTIR)
挥发性有机物(VOCs)
环境监测
来源解析.
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职称材料
基于FTIR开放式多次反射式怀特池系统
2
作者
陈威
徐亮
+2 位作者
徐寒扬
徐睆垚
花谷彪
《量子电子学报》
2025年第5期641-651,共11页
设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2...
设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、HCHO、NH_(3)的气体浓度检测下限分别达到了38.01804 nmol/mol、23.77203 nmol/mol、2.78154 nmol/mol、28.08897 nmol/mol、6.10395 nmol/mol、1.54374 nmol/mol,证实该设计显著提高了有效吸收光程并降低了光谱仪的检测下限,可实现 nmol/mol 浓度量级的大气成分在线监测。该系统的搭建为环境科学研究和污染气体排放监测提供了一种新的手段。
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关键词
光谱学
傅里叶变换红外光谱仪
怀特池
检测下限
光程长
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职称材料
题名
基于一种多次反射式傅里叶变换红外(FTIR)系统的工业园区挥发性有机物(VOCs)观测和来源解析
1
作者
罗振璇
刘建国
徐亮
孙永丰
吴昊天
徐睆垚
花谷彪
陈威
徐家求
机构
中国科学技术大学环境科学与光电技术学院
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室
中国科学技术大学研究生院科学岛分院
安徽师范大学物理与电子信息学院
合肥中科红外精密仪器有限公司
出处
《环境化学》
北大核心
2025年第8期3020-3034,共15页
基金
国家自然科学基金(52300145)
安徽省重点研究与开发计划(2022m07020009)
国家自然科学基金(52027804)资助.
文摘
为掌握典型产业转型升级城市工业园区挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的污染特征,助推VOCs排放精细化管控,助力区域空气质量改善,选取苏北中心城市——徐州市贾汪区作为研究区域,使用环境光学监测方法开展了典型工业园区大气VOCs观测和来源解析.构建了一套高精度的怀特式多次反射傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)系统,于24年1月底开展了为期一周的工业园区大气挥发性有机物在线监测,研究了VOCs污染水平、VOCs的臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势,筛选出优控物种,并进行了VOCs来源解析.结果表明,观测期间贾汪工业园区大气VOCs的平均浓度为1.23 mg·m^(-3),芳香烃和烯烃是浓度最高的2个组分,合计贡献了70.7%;VOCs的臭氧和二次有机气溶胶的生成潜势分别为5.76 mg·m^(-3)和1.73 mg·m^(-3),烯烃、芳香烃和含氧VOCs是臭氧生成潜势较大的组分,合计贡献了97.9%.其中,甲苯、二甲苯、乙苯和1-庚烯等苯系物和烯烃具有较高的二次有机气溶胶产率,是防控区域大气二次污染的优控VOCs物种.主成分分析源解析表明,观测期间贾汪工业园区大气VOCs最主要的来源是印刷、包装、医药、树脂和塑料以及有机化工等工业排放,其次是机动车尾气和溶剂挥发.进一步使用Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory(HYSPLIT)后向轨迹模型分析表明徐州1月底发生的大气污染事件,受多方向污染传输和污染回流的影响,其中来自上海和江苏南部的PM_(2.5)区域传输浓度最高,对此次大气污染影响最大,而不利气象条件引起的污染物回流也是不可忽视的因素.该研究实现了工业园区多组分VOCs的实时在线测量,为今后对工业园区VOCs的来源判断提供了一种参考思路.
关键词
开放式怀特池
傅里叶变换红外光谱法(FTIR)
挥发性有机物(VOCs)
环境监测
来源解析.
Keywords
open white cell
fourier transform infrared spectroscopy(FTIR)
volatile organic compounds(VOCs)
environmental monitoring
source apportionment
分类号
O433 [机械工程—光学工程]
X883 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
基于FTIR开放式多次反射式怀特池系统
2
作者
陈威
徐亮
徐寒扬
徐睆垚
花谷彪
机构
中国科学技术大学
出处
《量子电子学报》
2025年第5期641-651,共11页
基金
中国科学院合肥研究院院长基金(YZJJ202209-TS)
安徽省重点研究与开发计划(2022m07020009)
国家自然科学基金(52027804)。
文摘
设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、HCHO、NH_(3)的气体浓度检测下限分别达到了38.01804 nmol/mol、23.77203 nmol/mol、2.78154 nmol/mol、28.08897 nmol/mol、6.10395 nmol/mol、1.54374 nmol/mol,证实该设计显著提高了有效吸收光程并降低了光谱仪的检测下限,可实现 nmol/mol 浓度量级的大气成分在线监测。该系统的搭建为环境科学研究和污染气体排放监测提供了一种新的手段。
关键词
光谱学
傅里叶变换红外光谱仪
怀特池
检测下限
光程长
Keywords
spectroscopy
Fourier transform infrared spectrometer
White cell
detection limit
long optical path
分类号
TN219 [电子电信]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于一种多次反射式傅里叶变换红外(FTIR)系统的工业园区挥发性有机物(VOCs)观测和来源解析
罗振璇
刘建国
徐亮
孙永丰
吴昊天
徐睆垚
花谷彪
陈威
徐家求
《环境化学》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于FTIR开放式多次反射式怀特池系统
陈威
徐亮
徐寒扬
徐睆垚
花谷彪
《量子电子学报》
2025
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职称材料
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