文章编号:
1674-7070
(2011)
02
-0
128-09
长光程与传统点式污染气体监测技术对比
摘要
结合
2
类大气成分观测仪器的技术
特点,对
OPSIS
AB
DOAS
系统和
Thermo
SCIENTIFIC
EMS
系统分别监测的南京
郊区
2009
年冬季和
2010
年春季
0
3
、
N0
2
、
S02
质量浓度数据进行了质量控制
和分析对比,简要分析了这
3
种气体浓
度的季节变化特征.对
2009
年秋季分别
采用
2
种仪器观测的南京城区和郊区的
污染情况进行了对比,分析了城郊差异.
结果表明
:2
套系统对相同气体的测量结
果相关性较好,
DOAS
系统的测量值受大
气中水汽和气溶胶影响较大,普遍高于
EMS
系统,绝对值相差范围在14'
1
毛~
25
'1毛之间;南京郊区冬季大气中
S02
和
N0
2
质量浓度较高
,
0
3
质量浓度较低,春
季反之
;N0
2
质量浓度曲线与
0
3
呈负相
关;秋季城区
N0
2
质量浓度较高,日变化
呈双峰型,郊区呈羊峰型;城郊
0
3
日变
化均呈羊峰型,城区日变化幅度较大;
S02
日变化在城区呈单峰型,在郊区呈
双峰型.
关键词
DOAS
系统
;EMS
系统;质量控制;
对比分析
中图分类号
X851
文献标志码
A
收稿日期
2011
.0
1-16
资助项目国家重点基础研究发展计划项目
(2009CB426313)
;国家自然科学基金(
4087-
5078)
;教育部博士点基金(
2009322811 0003 )
作者简介
李月清,男,硕士生.
li.
yue.
ching@
gmai
l.
com
朱彬(通信作者),男,博士,教授,主要从事
大气化学和大气环境研究.
hinzhu@nuist.
edu.
cn
l
南京信息工程大学中国气象局大气物理
与大气环境重点开放实验室,南京,
210044
李月清
1
未彬
1
安俊琳
1
。
引言
有效、可靠的实验数据是科学研究的重要基础.在具体的观测实
验中,由于仪器本身性能、精度的局限和实验人员在操作中产生的误
差,所得到的原始数据必须经过适当处理后才能用于进一步研究.因
此,对观测实验数据采取严格有效的质量控制手段在科学研究中必
不可少.国家质量技术监督局
1999
年发布了《测量不确定度评定与
表示》
[1]
,对测量中的数据误差和处理方法进行了规范.在测量不确
定度的评估与处理方面,前人也进行了一些研究
[2-3]
但对质量控制
的具体处理方法和过程的介绍较为笼统.
本文对瑞典
OPSIS
AB
公司的
DOAS
系统和美国
Thermo
Scientif-
lC
公司的
EMS
系统监测数据进行质量控制,对处理结果进行对比分
析,并利用多点观测资料进行验证.在前人工作的基础上,着重研究
以下
2
个问题:
1)
2
套系统在不同季节共同测量的多种污染气体(
N0
2
、
0
3
、
S02)
浓度的原始数据
(5
min
1
次)而非统计平均数据(小时平均、日
平均)是否具有可比性;
2)
分析
2
套系统测量值的线性关系,利用多仪器多点外场观测
资料进行验证和对比分析.
1
观测仪器及质量控制
1.1
仪器简介
观测采用
2
套系统,一套为瑞典
OPSIS
AB
公司的双光路
DOAS
AQM
系统
A
R5
00
系统,另一套为美国
Thermo
Scientific
公司的
EMS
系统(包括
42i
化学发光
NO-N0
2
-NO
x
分析仪、
49i
紫外发光
0
3
分析仪、
43i
脉冲荧光
S02
分析仪)
.仪器主要参数如表
1
所示.
DOAS
系统
(Differential
Optical Absorption Spectroscopy , DOAS) ,
利用气体分子对光能产生吸收的基本原理来测量大气中所含气体分
子的种类及浓度间,由德国
Herdelberg
大学的
Plat
等[叫首次将其应
用到对大气痕量气体的观测中.
DOAS
系统测量的是一段光程气体的
平均浓度,测量误差与标准物质的标准值相关
[9].
EMS
系统采用的是
传统的点式监测方法,分别采用化学发光法、紫外发光法和脉冲荧光
法测量大气中的
NO
x
、
0
3
、
S02
浓度,该方法对仪器内部温度的依赖性
较强[
10]
文章编号:
1674-7070
(2011)
02
-0
128-09
长光程与传统点式污染气体监测技术对比
摘要
结合
2
类大气成分观测仪器的技术
特点,对
OPSIS
AB
DOAS
系统和
Thermo
SCIENTIFIC
EMS
系统分别监测的南京
郊区
2009
年冬季和
2010
年春季
0
3
、
N0
2
、
S02
质量浓度数据进行了质量控制
和分析对比,简要分析了这
3
种气体浓
度的季节变化特征.对
2009
年秋季分别
采用
2
种仪器观测的南京城区和郊区的
污染情况进行了对比,分析了城郊差异.
结果表明
:2
套系统对相同气体的测量结
果相关性较好,
DOAS
系统的测量值受大
气中水汽和气溶胶影响较大,普遍高于
EMS
系统,绝对值相差范围在14'
1
毛~
25
'1毛之间;南京郊区冬季大气中
S02
和
N0
2
质量浓度较高
,
0
3
质量浓度较低,春
季反之
;N0
2
质量浓度曲线与
0
3
呈负相
关;秋季城区
N0
2
质量浓度较高,日变化
呈双峰型,郊区呈羊峰型;城郊
0
3
日变
化均呈羊峰型,城区日变化幅度较大;
S02
日变化在城区呈单峰型,在郊区呈
双峰型.
关键词
DOAS
系统
;EMS
系统;质量控制;
对比分析
中图分类号
X851
文献标志码
A
收稿日期
2011
.0
1-16
资助项目国家重点基础研究发展计划项目
(2009CB426313)
;国家自然科学基金(
4087-
5078)
;教育部博士点基金(
2009322811 0003 )
作者简介
李月清,男,硕士生.
li.
yue.
ching@
gmai
l.
com
朱彬(通信作者),男,博士,教授,主要从事
大气化学和大气环境研究.
hinzhu@nuist.
edu.
cn
l
南京信息工程大学中国气象局大气物理
与大气环境重点开放实验室,南京,
210044
李月清
1
未彬
1
安俊琳
1
。
引言
有效、可靠的实验数据是科学研究的重要基础.在具体的观测实
验中,由于仪器本身性能、精度的局限和实验人员在操作中产生的误
差,所得到的原始数据必须经过适当处理后才能用于进一步研究.因
此,对观测实验数据采取严格有效的质量控制手段在科学研究中必
不可少.国家质量技术监督局
1999
年发布了《测量不确定度评定与
表示》
[1]
,对测量中的数据误差和处理方法进行了规范.在测量不确
定度的评估与处理方面,前人也进行了一些研究
[2-3]
但对质量控制
的具体处理方法和过程的介绍较为笼统.
本文对瑞典
OPSIS
AB
公司的
DOAS
系统和美国
Thermo
Scientif-
lC
公司的
EMS
系统监测数据进行质量控制,对处理结果进行对比分
析,并利用多点观测资料进行验证.在前人工作的基础上,着重研究
以下
2
个问题:
1)
2
套系统在不同季节共同测量的多种污染气体(
N0
2
、
0
3
、
S02)
浓度的原始数据
(5
min
1
次)而非统计平均数据(小时平均、日
平均)是否具有可比性;
2)
分析
2
套系统测量值的线性关系,利用多仪器多点外场观测
资料进行验证和对比分析.
1
观测仪器及质量控制
1.1
仪器简介
观测采用
2
套系统,一套为瑞典
OPSIS
AB
公司的双光路
DOAS
AQM
系统
A
R5
00
系统,另一套为美国
Thermo
Scientific
公司的
EMS
系统(包括
42i
化学发光
NO-N0
2
-NO
x
分析仪、
49i
紫外发光
0
3
分析仪、
43i
脉冲荧光
S02
分析仪)
.仪器主要参数如表
1
所示.
DOAS
系统
(Differential
Optical Absorption Spectroscopy , DOAS) ,
利用气体分子对光能产生吸收的基本原理来测量大气中所含气体分
子的种类及浓度间,由德国
Herdelberg
大学的
Plat
等[叫首次将其应
用到对大气痕量气体的观测中.
DOAS
系统测量的是一段光程气体的
平均浓度,测量误差与标准物质的标准值相关
[9].
EMS
系统采用的是
传统的点式监测方法,分别采用化学发光法、紫外发光法和脉冲荧光
法测量大气中的
NO
x
、
0
3
、
S02
浓度,该方法对仪器内部温度的依赖性
较强[
10]