So sánh các phép đo Formaldehyde trong không khí sạch và ô nhiễm

Journal of Atmospheric Chemistry - 2000
L. M. Cárdenas1,2, D. J. Brassington3, B. J. Allan2, H. Coe4,2, B. Alicke5, Ulrich Platt5, K. M. Wilson3, J. M. C. Plane2, S. A. Penkett2
1Plymouth Marine Laboratory, Plymouth, U.K
2University of East Anglia, School of Environmental Sciences, Norwich, U.K.
3Imperial College of Science Technology and Medicine, ACRU, Ascot, U.K.
4Physics Department, UMIST, Manchester, U.K.
5Institute für Umweltphysik, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany

Tóm tắt

Ba kỹ thuật khác nhau được sử dụng để đo formaldehyde trong khí quyển đã được so sánh trong một chiến dịch thực địa tại một địa điểm hàng hải sạch ở bờ Tây Ireland. Hai kỹ thuật quang phổ là Quang phổ hấp thụ quang học vi phân (DOAS) và Quang phổ hấp thụ laser điều chỉnh (TDLAS), cùng với kỹ thuật coil thủy tinh/phản ứng Hantzsch/phát quang, đã được sử dụng để đo formaldehyde trong khí quyển với nồng độ vào khoảng vài trăm pptv. Sự tương đồng cao nhất được ghi nhận giữa thiết bị phát quang và DOAS. Hai thiết bị DOAS đã được so sánh với kỹ thuật phản ứng Hantzsch/phát quang tại một địa điểm bán ô nhiễm trên bờ biển North Norfolk, Vương quốc Anh, nơi nồng độ formaldehyde được ghi nhận ở mức lên đến 4 ppbv. Một sự tương đồng rất tốt đã được quan sát giữa hai thiết bị. Kỹ thuật coiled thủy tinh/phản ứng Hantzsch/phát quang và thiết bị TDLAS cũng đã được triển khai đồng thời để đo không khí trong nhà trong một phòng thí nghiệm di động đặt tại khu vực Silwood Park, Imperial College gần Ascot, Vương quốc Anh. Cửa của phòng thí nghiệm di động đã được để mở nhằm thu thập các nồng độ formaldehyde nền. Việc đóng cửa sau đó cho phép chúng tôi quan sát sự gia tăng nồng độ do phát thải trong nhà. Mối quan hệ giữa hai thiết bị là xuất sắc (hệ số tương quan đạt 99%). Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy trong số bốn thiết bị được đưa vào so sánh, kỹ thuật coiled thủy tinh/phản ứng Hantzsch/phát quang là phù hợp nhất cho các phép đo liên tục nồng độ formaldehyde trong khí quyển nền.

Từ khóa

#formaldatehyde #DOAS #TDLAS #phát quang #ô nhiễm không khí #khí quyển nền

Tài liệu tham khảo

Allan, B. J., Carslaw, N., Coe, H., Burgess, R. A., and Plane, J. M. C., 1999: Observations of the nitrate radical in the marine boundary layer, J. Atmos. Chem. 33, 129–154.

Arlander, D. W., Cronn, D. R., Farmer, J. C., Menzia, F. A., and Westberg, H. H., 1990: Gaseous oxygenated hydrocarbons in the remote marine troposphere, J. Geophys. Res. 95, 16391–16403.

Ayers, G. P., Gillett, R. W., Granek, H., de Serves, C., and Cox, R. A., 1997: Formaldehyde production from peroxy radical reactions in clean marine air, Geophys. Res. Lett. 24, 401–404.

Beasley, R. K., Hoffman, C. E., Rueppel, M. L., and Worley, J. W., 1980: Sampling of formaldehyde in air with coated solid sorbent and determination by high-performance liquid chromatography, Anal. Chim. 52, 1110–1114.

Brassington, D. J., 1995: Tunable diode laser absorption spectroscopy for the measurement of atmospheric species, in R. J. H. Clark and R. E. Hester (eds), Advances in Spectroscopy, John Wiley & Sons Ltd, Vol. 24, pp. 83–148.

Cárdenas, L. M., 1998: Development and deployment of an analyser for measurements of formaldehyde in the troposphere, PhD Thesis, University of East Anglia, Norwich, U.K., p. 280.

Carslaw, N., Carpenter, L. J., Plane, J. M. C., Allan, B. J., Burgess, R. A., Clemitshaw, K. C., Coe, H., and Penkett S. A., 1997: Simultaneous measurements of nitrate and peroxy radicals in the marine boundary layer, J. Geophys. Res. 102, 18917–18933.

Coe, H., Jones, R. L., Colin, R., Carleer, M., Harrison, R. M., Peak, J., Plane, J. M. C., Smith, N., Allan, B. J., Clemitshaw, K. C., Burgess, R. A., Platt, U., Etzkorn, T., Stutz, J., Pommereau, J-P., Goutail, F., Nunes-Pinharanda, M., Simon, P., Hermans, C., and Vandaele, A-C., 1996: A comparison of differential optical absorption spectrometers for measurements of NO2, O3, SO2, and HONO, in P. M. Borrell, P. Borrell, T. Cvitas, K. Kelly, and W. Seiler (eds), Computational Mechanics Publications, Proc. EUROTRAC Sym. '96, Southampton, U.K.

Cofer, W. and Edahl, R., 1986: A new technique for collection, concentration and determination of gaseous tropospheric formaldehyde, Atmos. Environ. 20, 979–984.

Dasgupta, P., Dong, S., Hwang, S., Yang, H., and Genfa, Z., 1988: Continuous liquid-phase fluorometry coupled to a diffussion scrubber for the real time determination of atmospheric formaldehyde, hydrogen peroxide and sulfur dioxide, Atmos. Environ. 22, 949–963.

de Serves, C., 1994: Gas phase formaldehyde and peroxide measurements in the Arctic atmosphere, J. Geophys. Res. 99, 25391–25398.

Dong, S. and Dasgupta, P. K., 1987: Fast fluorometric flow injection analysis of formaldehyde in atmospheric water, Environ. Sci. Technol. 21, 581–588.

Fushimi, K. and Miyaki, Y., 1980: Contents of formaldehyde in the air above the surface of the ocean, J. Geophys. Res. 85, 7533–7536.

Gilpin, T., Apel, E., Fried, A., Wert, B., Calvert, J., Genfa, Z., Dasgupta, P., Harder, J.W., Heikes, B., Hopkins, B., Westberg, H., Kleindienst, T., Lee, Y-N., Zhou, X., Lonneman, W., and Sewell, S., 1997: Intercomparison of six ambient [CH2O] measurement techniques, J. Geophys. Res. 102, 21161–21188.

Grosjean, D., 1991: Ambient levels of formaldehyde, acetaldehyde and formic acid in Southern California: Results of a one-year base-line study, Environ. Sci. Technol. 25, 710–715.

Grosjean, D. and Williams, E. L., 1992: A passive sampler for airborne formaldehyde, Atmos. Environ. 26A, 2923–2928.

Harder, J.W., Fried, A., Sewell, S., and Henry, B., 1997: Comparison of tunable diode laser and longpath ultraviolet/visible spectroscopic measurements of ambient formaldehyde concentrations during the 1993 OH photochemistry experiment, J. Geophys. Res. 102, 6267–6282.

Harris, G. W., Mackay, G. I., Iguchi, T., Mayne, L. K., and Schiff, H. I., 1989: Measurements of formaldehyde in the troposphere by tunable diode laser absorption spectroscopy, J. Atmos. Chem. 8, 119–137.

Harris, G. W., Klemp, D., Zenker, T. Burrows, J. P., and Mathieu, B., 1992: Tunable diode laser measurements of trace gases during the 1988 polastern cruise and intercomparisons with other methods, J. Atmos. Chem. 15, 315–326.

Heikes, B., 1992: Formaldehyde and hydroperoxides at Mauna Loa Observatory, J. Geophys. Res. 97, 18001–18013.

Heikes, B., McCully, B., Zhou, X., Lee, Y.-N., Mopper, K., Chen, X., Mackay, G., Karecki, D., Schiff, H., Campos, T., and Atlas, E., 1996: Formaldehyde methods comparison in the remote lower troposphere during the Mauna Loa Photochemistry Experiment, J. Geophys. Res. 101, 14741–14755.

Kelly, T. J. and Barnes, R. H., 1990: Development of real-time monitors for gaseous formaldehyde, EPA Final Report No. 600/3–90/088.

Kleindienst, T. E., Shepson, P. B., Nero, C. M., Arnts, R. R., Tejada, S. B., Mackay, G. I., Mayne, L. K., Schiff, H. I., Lind, J. A., Kok, G. L., Lazrus, A. L., Dasgupta, P. K., and Dong, S., 1988: An intercomparison of formaldehyde measurement techniques at ambient concentration, Atmos. Environ. 22, 1931–1939.

Lawson, D. R., Bierman, H. W., Tuazon, E. C., Winer, A. M., Mackay, G. I., Schiff, H. I., Kok, G. L., Dasgupta, P. K., and Fung, K., 1990: Formaldehyde measurements methods evaluation and ambient concentrations during the carbonaceous species methods comparison study, Aerosol Sci. Technol. 12, 64–76.

Lazrus, A., Fong, K., and Lind, J., 1988: Automated fluorometric determination of formadehyde in air, Anal. Chem. 60, 1074–1078.

Liu, S. C., Trainer, M., Carroll, M. A., Hubler, G., Montzka, D. D., Norton, R. B., Ridley, B. A., Walega, J. G., Atlas, E. L., Heikes, B. G., Huebert, B. J., and Warren, W., 1992: A study of the photochemistry and ozone budget during the Mauna Loa Observatory Photochemistry Experiment, J. Geophys. Res. 97, 10463–10471.

Lowe, D. C., Schmidt, U., Ehhalt, D. H., Frischkorn, C.G. B., and Nürnberg, H., 1981: Determination of formaldehyde in clean air, Environ. Sci. Technol. 15, 819–823.

Mücke, R., Scheumann, B., Slemr, J., Slemr, F., and Werle, P., 1996: Measurements of formaldehyde by tunable diode laser spectroscopy and the enzymatic-fluorometric method: An intercomparison study, Infrared Phys. Technol. 37, 29–32.

Nash, T., 1953: The colorimetric estimation of formaldehyde by means of the Hantzsch reaction, Biochem. J. 55, 416–421.

Neitzert, V. and Seiler, W., 1981: Measurement of formaldehyde in clean air, J. Geophys. Res. 8, 79–82.

Priha, E., Liesivouri, J., Santa, H., and Laatikainen, R., 1996: Reactions of hydrated formaldehyde in nasal mucus, Chemosphere 32, 1077–1082.

Stutz, J. and Platt, U., 1997: Improving longh-path differential optical absorption spectroscopy with a quartz-fiber mode mixer, Appl. Optics 36, 1105–1115.

Tanner, R. L. and Meng, Z., 1984: Seasonal variations in ambient atmospheric levels of formaldehyde and acetaldehyde, Environ. Sci. Technol. 18, 723–726.

TOR Report, 1994: The TOR Network, T. Cvitas and D. Kley (eds), EUROTRAC, International Scientific Secretariat, Garmisch-Partenkirchen, pp. 59–63.

Trapp, D. and de Serves, C., 1995: Intercomparison of formaldehyde measurements in the tropical atmoshere, Atmos. Environ. 29, 3239–3243.

Vairavamurthy, A., Roberts, J. M., and Newman, L., 1992: Methods for determination of low molecular weight carbonyl compounds in the atmosphere: A review, Atmos. Environ. 26A, 1965–1993.

Zhou, X., Lee, Y-N., and Newman, L., 1996: Tropospheric formaldehyde concentration at the Mauna Loa Observatory during the Mauna Loa Observatory Photochemistry Experiment 2, J. Geophys. Res. 101, 14711–14719.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Atmospheric Chemistry

Thông tin tác giả