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环境污染是工业化进程带来的严重后果。环境污染中对人类影响最大的就是大气污染。近年来,由于城市机动车辆的暴增,氮氧化物(NOx,包括NO和NO2)已逐渐成为我国各大城市最主要的大气污染物。氮氧化物能产生光化学烟雾,对人类健康具有很大的危害。 监测是防治大气污染的先导,在城市中组建一个布局合理、反应迅速的大气监测网络是防治大气污染的重要保障。但目前我国大气监测用NOx分析仪基本依赖进口,进口仪器价格及维护费用高,很难普及,这严重影响了大气污染防治工作的顺利进行。鉴于以上局面,广州市环保局设立了“大气监测用NOx自动监测系统国产化研究与制造”项目,并由我们实验室承担。 本文是NOx分析仪研制工作初步成果的总结。本文首先简介了几种NOx检测方法,然后重点介绍了NO的化学发光法检测原理。推导出基于化学发光检测原理的光子计数法测量NO浓度的公式,详细分析了影响检测灵敏度的系统参数。 本文介绍了我们研制的NO化学发光法检测系统和系统中反应室、O3发生器等重要部件的技术细节。 通过一系列实验,我们得出了如下规律: (1)在38~62℃之间,检测灵敏度随反应室温度升高而提高; (2)反应室压强为0.086Mpa附近检测灵敏度最高; (3)O3流量为0.3 LPM,NO跨气为1.6 LPM时,检测灵敏度最高。 然后调整本系统在一个比较好的状态,进行了NO与输出计数率线性实验,得到了比较好的线性关系曲线。线性范围保守估计为45~3500ppb,很有可能在45ppb以下的低浓度也成线性。 基于线性实验得到的数据,我们对系统性能做了初步评估,结论是:本系统检测范围为45~3500ppb,如果在低浓度也成线性,则可检测到2ppb。该系统具有很大的潜力,如果能改进O3发生器,系统性能可望进一步提高。 上述理论分析、设计制作和实验研究成果为NOx监测系统的进一步优化和仪器设计奠定了可靠的技术基础。