對野外N2O和CO測量時使用的氣體色譜分析法，還原氣體分析儀和離軸一體化腔體輸出光譜進行的比較研究

時間：2017-10-31 10:36:13 來源：作者：

1.介紹
•自2012年首次啟動以來大氣N₂O和CO摩爾分數(shù)測量在英國與氣候變化相關的排放量派生（DECC）。
•用于更好地了解區(qū)域污染事件，計算英國排放量并將測量微量氣體與反模型結合，并驗證英國排放清單對京都籃氣的影響。
•歷史上，使用氣相色譜法進行N₂O和CO測量
電子捕獲檢測器（GC-ECD）和還原氣體分析儀（RGA）。
•較老的測量技術提供了高頻，高質(zhì)量的數(shù)據(jù);不過，
這未能達到世界氣象組織全球大氣觀察（WMO / GAW）
推薦的N₂O實驗室間可比性目標為±0.1 ppb。
•此外，通過GC-ECD和RGA的10分鐘采樣頻率捕獲的N₂O污染事件的零星和短時間分辨率可能不完全。
•而現(xiàn)在市面上可用的新型光學儀器可以比以前的系統(tǒng)更精確和更迅速地收集數(shù)據(jù)。
•Lebegue等人（2016）先前曾用實驗室條件下比較了用光學儀器進行的N₂O測量;然而，這項研究比較了一定數(shù)量的儀器在實驗室條件下進行的測量.
•較遠的采樣地采樣條件通常與實驗室的采樣條件不同;因此，進一步比較遠程野外測量采樣時的需要位置信息
2.野外位置
•塔科爾斯頓高塔（英國諾?？?，圖1）位于英國東部，屬于英國DECC網(wǎng)絡系統(tǒng)。
•該站點自2012年開始運行，不斷測量超過50種溫室氣體和臭氧消耗物質(zhì)，包括N₂O和CO。

圖1.英國DECC監(jiān)測站位置。所有英國監(jiān)測站均設在電訊塔。

紅點代表目前的DECC監(jiān)測站，而藍點代表前英國DECC監(jiān)測站。

圖2. LGR儀器安裝在Tacolneston高塔。

3.儀器儀表
•自2012年以來，Tacolneston公司已經(jīng)使用GC-ECD（Agilent 6890 GC）和RGA（PP1，Peak Laboratories）測量了N₂ O和CO。
•2016年9月，在塔科爾內(nèi)斯特（Tacolneston）安裝了一個離軸集成腔體輸出光譜儀（OA-ICOS;具有斯克里普斯海洋學研究所修改的Los Gatos Research EP30 N₂O / CO分析儀）（圖2）。
4.實驗
•樣品空氣從54,100和185 m.a.g.l.在?20 L min -1。
•兩種儀器通過定制的前端系統(tǒng)采樣形成分支的二次線（圖3）。
•使用WMO標準校準的標準（N 2 O WMO x2006A和CO WMO x2014A）校準的儀器。
•使用一套校準氣體校正儀器非線性的數(shù)據(jù)。
•僅使用與GC相同入口的數(shù)據(jù)
•09/2016 - 03/2017：100 m.a.g.l.

圖3: Tacolneston實驗裝置示意圖。

•03/2017 - 08/2017：185 m.a.g.l.
•數(shù)據(jù)在一分鐘矩陣中匹配。
5.結果

•表1顯示了測試期間的儀器精度。

標準氣體從2016年9月1日至2017年8月1日重復注射的LGR和GC-ECD / RGA（MD）精度（1σ）
•LGR和GC-ECD / RGA兼容性對于N₂O如圖4所示，對于CO如圖5所示

圖4. 2016年9月1日至2017年8月1日期間的N₂O兼容性結果：

a）LGR和GC-ECD N₂O值的時間序列，

b）儀器之間的N₂O差異，以及c）儀器報告值之間的相關性。

圖5. 2016年9月1日至2017年8月1日期間的CO兼容性結果：

a）LGR和GC-ECD CO值的時間序列，

b）儀器之間的CO差異，以及c）儀器報告值之間的相關性。

6.結論
•使用GC-ECD / RGA測量2012年以來Tacolneston高塔大氣CO和N₂O。
•LAC CO / N₂O分析儀于2016年9月在Tacolneston安裝，與GC-ECD / RGA平行運行
•LGR對于CO和N₂O測量都更為精確。
•原位儀器相容性顯示平均偏差：
•N₂O：0.298 nmol mol -1（超過WMO相容性指南±0.1 nmol mol -1）。
•CO：-1.001 nmol mol -1（WMO兼容性指南為±2 nmol mol -1）。
•需要對LGR和GC-ECD / RGA的非線性校正進行更多的調(diào)查。