空气ch4浓度变化及其与co的相关性

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷，第4期光谱学与光谱分析Vo1．27，No．4，pp668—6702007年4月SpectroscopyandSpectralAnalysisApril，2007空气CH4浓度变化及其与CO的相关性魏秀丽，陆亦怀，高闽光，刘建国，刘文清，徐亮，张天舒，朱军，陈军中国科学院环境光学与技术重点实验室，中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥230031摘要CH是一种重要的温室气体，在空气中的含量仅次于cO2。化合物之间的相关性在化合物的浓度测量和估算等方面都有重要的意义。通过分辨率为1ern的长开放光路傅里叶变换红外光谱仪测量采样路

2、径内的北京西四环高速公路附近空气CH和CO透过率光谱，进行非线性最小二乘光谱拟合，计算出待测组分浓度。北京秋季空气CH浓度变化趋势几乎一样。白天的浓度变化趋势表明城市中人为活动对CH的排放影响极大，尤其是机动车尾气的排放，而晚上浓度主要是近地面的积累。2005年9月4日到2005年9月10日的连续浓度变化表明北京秋季每天CH和C0浓度变化趋势相同，它们的浓度变化具有一定的相关性。关键词温室气体；FTIR；机动车尾气；CH／co相关性中图分类号：0657．3文献标识码：A文章编号：1000—0593(2007)04—0668—03京丰台区。该地区位于北京市的西南面，工业排放区的下风引言口

3、，旁边是西四环高速公路。测试系统主要包括：(1)中国航空航天工业部洛阳014CH在大气中是一种很重要的温室气体，在空气中的含所生产的的高温黑体作为辐射源，设定温度为900℃；(2)发量虽然远远低于二氧化碳，但却有约25的温室效应是由甲射望远镜放大倍率为6倍，输出口径为60mm；(3)面阵角反烷引起的lI]。根据美国环保署公布的资料表明，等量CH4对射器采用镀金保护膜，反射率为98；(4)接收望远镜是口温室效应的作用是C的21倍左右。尤其近4O年来，大气径为250rnnl反射式卡塞格林望远镜，视场角为4．9毫弧度；中CH浓度以1的速度增加。因此获得大气中CH浓度(5)FTIR光谱仪采用A

4、BBBOMEM公司生产的MR154被变化资料，是研究它的浓度变化趋势和源、汇的构成、性质、动式傅里叶变换红外光谱仪，探测器InSb，分辨率1crn-。，强度的基础，也能够为大气化学的研究提供非常重要的依探测波段为2～5ttm。据。通过黑体辐射的光线到面阵角反射器上，经望远镜接目前对于大气中CH浓度的测量方法有Allanl1]等的同收，进入红外光谱仪，测量得到路径上气体的光谱图，借助位素测量，但这种方法较复杂；Steele等用气相色谱测量，红外吸收线参数数据库HITRAN提供待测气体的标准吸收其精确度为±0．15l2]，还有TDLAS等技术。但这些方法测截面，反演得出其浓度值。量气体的种

5、类一般很少。自从傅里叶变换红外光谱(FTIR)1．2实验分析原理用于测量大气中的N0[和c0[以来，由于其高灵敏度和分甲烷的主要大气汇是与OH自由基的反应辨率，且可进行实时的多组分同时遥测，用光程的积分测量CH+OH’—CHi+H2O(1)即可实现对污染物的输送和扩散、以及污染物的可变性的测目前排放到大气中的CH大部分被OH氧化，每年留在大量等优点，FTIR遥测技术已经被广泛应用于环境监测l7]。气中的CH导致了大气中CH浓度的上升。CO浓度的上升也能导致CH的浓度上升，这是由于CO的上升，导致了1实验部分OH自由基浓度的降低，从而使CH浓度的升高。CO+OH‘—C02+H‘(2)1．

6、1实验场地及仪器部分Rassmussen等估计，近200年来大气中CH浓度的增加，实验场地位于北纬39。51．654’，东经116。16．564’的北7O是由于直接排放，3O则是由于大气中OH自由基浓度收稿日期：2006—0116，修订日期：2006—05—06基金项目：国家“863”基金项目(2005AA1010)资助作者简介：魏秀丽，女，1978年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所助理研究员e-mail：xlwei@aiofm．ac．cn维普资讯http://www.cqvip.com第4期光谱学与光谱分析669^fog．fe暑订)＼rH)8765432的下降。从图2可以看出CH

7、和CO的浓度变化趋势几乎一致。城市中甲烷的主要源是机动车尾气的排放以及油箱、化这是由于目前排放到大气中的CH大部分被OH氧化，油器的蒸发。CH浓度受OH浓度的影响，根据反应方程式(1)可知，CH浓度与OH浓度成反比，即OH浓度的升高能导致2结果与讨论CH浓度的降低。而在空气中CO能被OH氧化生成CO2，方程式(2)热力学平衡表明CO浓度与OH浓度也成反比，我国北方地区季节划分一般是春季(3～5月份)、夏季即OH浓度升高，CO浓度降低。因此空气中